Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Dane teoretyczne i pomiarowe w ocenie ilości energii elektrycznej z generatorów termoelektrycznych napędzanych ciepłem z sieci ciepłowniczej

Sidorczyk Marek, Niemierka Elżbieta, Jadwiszczak Piotr

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2025

|

Nr 2

29-36

PL

Ogniwa TEG (generatory termoelektryczne) nadają się do lokalnego wytwarzania energii elektrycznej z ciepła sieciowego, np. w celu zasilania rozproszonych urządzeń pomiarowych na sieci ciepłowniczej. Właściwa ocena wdrożenia TEG wymaga oszacowania potencjalnych ilości generowanej w TEG energii elektrycznej oraz zmienności tej produkcji w skali roku. Przedstawiono i porównano trzy metody szacowania i oceny podaży energii elektrycznej z ogniw TEG oparte na innych zbiorach danych: (1) teoretyczna krzywa grzewcza i teoretyczna temperatura zewnętrzna według typowego roku meteorologicznego (ozn. TT), (2) teoretyczna krzywa grzewcza rzeczywista i rzeczywista temperatura powietrza zewnętrznego (ozn. TR) oraz (3) rzeczywista temperatura wody w sieci ciepłowniczej i rzeczywista temperatura powietrza zewnętrznego (ozn. RR), dla dwóch różnych lokalizacji w obrębie jednego systemu ciepłowniczego.

EN

The TEG cells (thermoelectric generators) are suitable for local power generation from district heating, e.g. to supply a distributed monitoring devices. The assessment of TEG implementation requires the estimation of the generated energy and its annual variability. Three methods for estimating electricity production from TEG based on different data sets were presented and compared: (1) theoretical heating curve and ambient temperatures of a typical meteorological year (TT), (2) theoretical heating curve and real ambient air temperature (TR), and (3) real supply and return temperature and real ambient temperature (RR), for two different locations and in district heating network.

2

Wykorzystanie biomasy w ciepłownictwie

Rajczyk Rafał

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2025

|

T. 56, nr 2

15--20

PL

W artykule dokonano przeglądu obecnie stosowanych, jak i przyszłościowych metod wykorzystania biomasy stałej w sektorze ciepłowniczym. W części pierwszej przedstawiono statystyki dotyczące wykorzystania paliw w sektorze ciepłowniczym, ze szczególnym uwzględnieniem biomasy, jak również przybliżono czynniki mogące wpłynąć na podaż biomasy w najbliższych latach, takie jak przewidziane na 2025 rok wdrożenie Rozporządzenia EUDR związanego z przeciwdziałaniem wylesianiu i degradacją lasów. Następnie opisano proces spalania i współspalania biomasy w ciepłownictwie, wykorzystujący jako paliwo przede wszystkim zrębki, w aspekcie możliwości zastąpienia ich biomasą pochodzenia rolniczego (peletem ze słomy). W dalszej części artykułu scharakteryzowano w skrócie technologie oparte na wykorzystaniu biomasy i cechujące się potencjałem do zastosowania w ciepłownictwie, takie jak: wytwarzanie biogazu, zgazowanie biomasy, wytwarzanie biometanu z biomasy jak i spalanie w pętli chemicznej.

EN

The article reviews both currently used and future methods of utilizing solid biomass in the heating sector. The first part presents statistics on fuel usage in the heating sector, with particular emphasis on biomass, as well as factors that may affect biomass supply in the coming years, such as the planned 2025 implementation of the EUDR Regulation related to deforestation and forest degradation. Next, the article discusses the process of biomass combustion and co-combustion in heating applications, primarily using wood chips as fuel, in the context of the potential substitution of wood-based biomass with agricultural biomass (straw pellets). The subsequent sections provide a brief characterization of biomass-based technologies with potential applications in the heating sector, including biogas production, biomass gasification, the production of biomethane from biomass, and chemical looping combustion.

3

Analiza efektywności hybrydowego źródła energii wykorzystującego energię Słońca, wiatru i geotermii – studium przypadku

Pierzchała Karol, Pająk Leszek

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2025

|

T. 56, nr 4

6--11

PL

W artykule opisano analizę efektowności działania ciepłowni geotermalnej, w której sprężarkowa pompa ciepła wykorzystuje wodę geotermalną jako dolne źródło, a energię napędową wytwarza się lokalnie przy wykorzystaniu siłowni wiatrowej i instalacji fotowoltaicznej. Założono, że moc zainstalowana w pompie ciepła odpowiada zapotrzebowaniu na moc odbiorcy ciepła, a moc zainstalowana w siłowni wiatrowej i instalacji PV może zmieniać się, z założonym dwudziestopięcioprocentowym krokiem, od 0 do 100%. W obliczeniach dopuszczano możliwość współpracy źródła energii elektrycznej z siecią elektroenergetyczną, która mogła okresowo pobierać nadwyżki lub dostarczać niedobory energii elektrycznej. Dokonano optymalizacji źródła energii przyjmując, że optymalizowaną funkcją celu będzie prosty czas zwrotu nakładów inwestycyjnych, a optymalizacji dokonano metodą bezpośrednią. Najkrótszym czasem zwrotu (5, 4 lat) cechuje się wariant z turbiną wiatrową o mocy zainstalowanej równej 25% maksymalnego zapotrzebowania na moc napędową dla pompy ciepła, bez fotowoltaiki. Parametry systemu ciepłowniczego odpowiadają rzeczywistym parametrom roboczym istniejącej ciepłowni geotermalnej w Mszczonowie. Założono utrzymanie stałej temperatury, do której schłodzona zostanie woda geotermalna. Z szacunkowych kosztów wynika, że każdy z analizowanych wariantów, cechuje się relatywnie niskim czasem zwrotu przewidzianych nakładów inwestycyjnych (poniżej 10 lat), w stosunku do wariantu zakładającego zakup energii elektrycznej z sieci.

EN

In this study, the efficiency of a geothermal heating plant was analyzed, where a compressor heat pump utilizes geothermal water as the lower heat source, while the driving energy is generated locally using a wind turbine and a photovoltaic (PV) installation. It was assumed that the installed capacity of the heat pump corresponds to the heat consumer’s power demand, while the installed capacity of the wind turbine and PV installation can vary, with a set step of twenty-five percent, from 0 to 100%. The calculations allowed for the possibility of cooperation between the electrical energy source and the power grid, which could periodically consume surplus energy or supply energy shortages. The optimization of the energy source was carried out, assuming that the objective function to be optimized was the simple payback period of investment expenditures, and the optimization was performed using a direct method. The shortest payback period (5.4 years) was found in the variant with a wind turbine installed at 25% of the maximum power demand for the heat pump. The heating system parameters correspond to the actual operating parameters of the existing geothermal heating plant in Mszczonów. It was assumed that the geothermal water would be cooled to a constant target temperature. Cost estimate indicates that the energy produced in the heating plant would be competitive with the analyzed referenced variant has a relatively short payback period for the planned investment expenditures (below 10 years) compare to purchase of the electricity from the grid.

4

Systemy taryfowania ciepła w wybranych państwach – rekomendacje dla Polski

Surma Tomasz, Komorowska Aleksandra, Kaszyński Przemysław

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 5

11--16

PL

Sektor ciepłownictwa systemowego podlega zazwyczaj regulacji, z uwagi na jego znaczenie w zapewnianiu niezawodnego ogrzewania odbiorcom końcowym oraz ciepła na cele przemysłowe i użytkowe. Ponadto lokalne rynki ciepła funkcjonują zwykle w strukturze monopoli naturalnych, stąd regulacje pełnią również rolę ochrony konsumentów przed potencjalnym stosowaniem monopolistycznych praktyk przez przedsiębiorstwa ciepłownicze. Niemniej jednak stopień tych regulacji znacznie różni się w poszczególnych krajach, odzwierciedlając lokalne uwarunkowania polityczno-gospodarcze i społeczne. Celem artykułu jest analiza systemów taryfowania obowiązujących w Niemczech i Czechach oraz wskazanie rekomendacji dla krajowego sektora ciepła systemowego, stojącego w obliczu wyzwań związanych z transformacją energetyczną. Wybór tych państw został podyktowany różnym stopniem liberalizacji rynków krajów sąsiadujących z Polską, w których jednocześnie udział ciepłownictwa systemowego w pokrywaniu potrzeb cieplnych jest zbliżony. Rezultaty przeprowadzonej analizy wskazują, że rozwiązaniem wartym dalszych analiz na poziomie regulacyjnym jest wdrożenie trybu zatwierdzania taryf ex-post lub ex-post on request, bez konieczności każdorazowego przedkładania taryfy do zatwierdzenia Prezesowi URE. Na uwagę zasługuje również rozważenie zastosowania podejścia do kalkulacji taryf z wykorzystaniem taryfy wstępnej, która opiera się na wartościach oczekiwanych i końcowej, która uwzględnia rzeczywiste koszty i wolumeny dostarczonego ciepła.

EN

The district heating sector is regulated due to its importance in providing reliable heating to end consumers and heat for industrial and utility purposes. Additionally, local district heating markets often operate as natural monopolies, thus regulations also serve to protect consumers from potential monopolistic practices by heating companies. However, these regulations vary signiﬁcantly between countries, reﬂecting local economic, social, and political conditions. This article aims to analyse the tariff systems in Germany and the Czech Republic and to develop recommendations for the national district heating sector. The choice of these countries was driven by the different levels of market liberalisation in Poland's neighbouring countries, where the scale of district heating and , its fuel structure are similar, allowing for the application of the results to the Polish context. The analysis results indicate that a regulatory approach worth further consideration is implementing ex-post or ex-post on request tariff approvals without requiring each tariff to be submitted for approval by the President of the Energy Regulatory Ofﬁce. Additionally, it is noteworthy that the approach to tariff calculation uses a preliminary tariff based on expected values and a ﬁnal tariff that accounts for actual costs and the amount of heat supplied.

5

Comparative analysis of district heating markets: examining recent prices, regulatory frameworks, and pricing control mechanisms in Poland and selected neighbouring countries

Komorowska Aleksandra, Surma Tomasz

Polityka Energetyczna

|

2024

|

T. 27, z. 1

95--118

EN

Recent dynamic changes in global fossil fuels markets and the European carbon dioxide emis sion allowances system have significantly impacted the energy sectors. These fluctuations also influence district heating (DH) markets where coal and natural gas remain dominant energy vec tors in numerous European countries. District heating markets are distinct from other commodity markets due to their local nature and distribution requirements. Consequently, they can operate under various market models and have different price design policies depending on the country and region. With these considerations, this study aims to review and analyse the current market models and regulations of price formulation in the context of final prices in selected district heating mar kets. The primary objective is to conduct an in-depth analysis of the key district heating markets in Poland and compare the outcomes with the markets of neighbouring countries, including the Czech Republic, Slovakia, Lithuania, Latvia, Estonia, and Germany. Poland is taken as an example due to its high dependence on fossil fuels and its vulnerability to current global price fluctuations. The results indicate that Poland has one of the most regulated district heating markets, and these regulations can impact the profitability of district heating companies with high prices of fuel and carbon certificates observed in global markets. To create incentives for potential investors and incumbent companies to develop more sustainable and low-emission district heating markets in Poland – whe re energy transition processes are still underway – it is recommended to increase the frequency of formulation and approval of tariffs.

PL

Obserwowane w ostatnim czasie dynamiczne zmiany na globalnych rynkach paliw kopalnych oraz uprawnień do emisji dwutlenku węgla mają znaczący wpływ na sektory energetyczne. Fluktuacje te wpły wają także na rynki ciepła systemowego, gdzie węgiel i gaz ziemny nadal pozostają dominującymi nośni kami energii pierwotnej w wielu krajach europejskich. Rynki ciepła systemowego różnią się od rynków innych produktów ze względu na ich lokalny charakter i wymagania związane z transportem i dystrybucją. W związku z tym, w zależności od kraju, mogą one funkcjonować w różnych modelach rynkowych oraz mieć odmienne polityki kształtowania cen. W związku z powyższym, niniejszy artykuł ma na celu przegląd i analizę obecnych modeli rynkowych oraz regulacji kształtowania cen w kontekście cen na wybranych rynkach ciepła systemowego. Głównym celem jest przeprowadzenie dogłębnej analizy największych ryn ków w Polsce i porównanie wyników z sąsiadującymi państwami, tj. z Czechami, Słowacją, Litwą, Łotwą, Estonią i Niemcami. Polska została wybrana jako przykład ze względu na znaczną zależność od paliw kopalnych i podatność na obecne fluktuacje cen na rynkach międzynarodowych. Wyniki przeprowadzonej analizy wskazują, że Polska ma jeden z najbardziej uregulowanych rynków ciepła sieciowego, a regulacje te mogą wpływać na rentowność firm ciepłowniczych. W celu wypracowania zachęt dla potencjalnych inwestorów i obecnych przedsiębiorstw ciepłowniczych do rozwijania zrównoważonych i niskoemisyj nych systemów ciepłowniczych, rekomendowane jest rozważenie możliwości zwiększanie częstotliwości formułowania i zatwierdzania taryf ciepłowniczych.

6

Zrównoważony rozwój w kontekście nowych zmian w ciepłownictwie systemowym

Jachimowski Artur

Polish Journal for Sustainable Development

|

2024

|

T. 28, nr 1

99--106

PL

W artykule przedstawiono znaczenie modernizacji systemów ciepłowniczych w kontekście zrównoważonego rozwoju, wskazując na ich kluczową rolę w redukcji emisji gazów cieplarnianych oraz poprawie jakości powietrza. Zrównoważony rozwój wymaga poszukiwania rozwiązań problemów wytwórczych i organizacyjnych z rozważaniem skutków ich zastosowania w gospodarce, społeczeństwie i w środowisku przyrodniczym. Jest to szczególnie istotne w energetyce. Ciepłownictwo systemowe, które dostarcza ciepło do obszarów zurbanizowanych, jest wskazane jako rozwiązanie efektywne i ekologiczne. W pracy wskazano na nowe zmiany technologiczne i regulacje prawne w polskim ciepłownictwie, podkreślając potrzebę zwiększenia efektywności energetycznej oraz wykorzystania odnawialnych źródeł energii i kogeneracji. Celem artykułu jest przedstawienie nowych rozwiązań w ciepłownictwie systemowym, które wspierają retardację niekorzystnych zmian w szeroko pojętym środowisku co przyczynia się do jego ochrony oraz poprawy jakości życia mieszkańców.

EN

The article highlights the importance of modernizing district heating systems in the context of sustainable development, emphasizing their key role in reducing greenhouse gas emissions and improving air quality. Sustainable development requires seeking solutions to production and organizational problems while considering the impact of their implementation on the economy, society, and the natural environment. This is particularly important in the energy sector. District heating, which supplies heat to urban areas, is identified as an efficient and environmentally friendly solution. The paper discusses new technological advancements and legal regulations in the Polish district heating sector, emphasizing the need to improve energy efficiency, and the use of renewable energy sources and cogeneration. The aim of the article is to present new solutions in district heating that support the retardation of adverse environmental changes, contributing to its protection and improving the quality of life for residents.

7

Wstępne uzdatnianie wody zasilającej instalacje membranowe w układach przygotowania wody zdemineralizowanej i wody do uzupełniania obiegów ciepłowniczych

Kłos Marcin, Sąkol-Sikora Dorota, Gumińska Jolanta

Instal

|

2024

|

nr 3

9--13

PL

Zastosowanie technik membranowych w przygotowaniu wód uzupełniających obiegi chłodnicze i wodno-parowe staje się już standardowym rozwiązaniem. Jest to spowodowane przede wszystkim rosnącymi wymogami w zakresie ograniczenia zasolenia odprowadzanych ścieków, co w wielu przypadkach eliminuje możliwość zastosowania tradycyjnego procesu wymiany jonowej. Efektywność technologiczna i ekonomiczna działania układów membranowych w głównej mierze uzależniona jest od jakości wody zasilającej membrany. Dlatego też systemy wstępnego uzdatniania wody zasilającej instalacje membranowe powinny być projektowane i eksploatowane w taki sposób, aby uzyskać jak najlepsze parametry jakościowe mające bezpośredni wpływ na skuteczność działania i żywotność membran. W praktyce sprowadza się to do usuwania z wody surowej substancji powodujących tzw. fouling membran do odwróconej osmozy. Do najpowszechniej spotykanych tego typu substancji należą związki organiczne wchodzące w skład tzw. Naturalnej Materii Organicznej (NMO) oraz mikrozawiesiny i związki koloidalne. Najbardziej efektywną metodą ich usuwania jest koagulacja. Jednak sposób realizacji koagulacji zależy od formy związków organicznych oraz ich podatności na sorpcję i strącanie. W artykule przedstawiono efekty implementacji procesu koagulacji zmiatającej w układzie wstępnego uzdatniania wody zasilającej instalacje membranowe w układach przygotowania wody zdemineralizowanej i wody do uzupełniania obiegów ciepłowniczych w zrealizowanym obiekcie.

EN

The use of membrane techniques in the preparation of water supplementing cooling and water-steam cycles is becoming a standard solution. This is primarily due to the increasing requirements to reduce the salinity of discharged sewage, which in many cases eliminates the possibility of using the traditional ion exchange process. The technological and economic efficiency of membrane systems operation mainly depends on the quality of water feeding the membranes. Therefore, pre-treatment systems for water supplying membrane installations should be designed and operated in such a way as to obtain the best possible quality parameters that have a direct impact on the effectiveness and service life of the membranes. In practice, this involves removing substances from raw water that cause the so-called fouling of osmotic membranes. The most common substances of this type include organic compounds included in the so-called Natural Organic Matter (NMO) and microsuspensions and colloidal compounds. The most effective method of removing them is coagulation. However, the method of coagulation depends on the form of organic compounds and their susceptibility to sorption and precipitation. The article presents the effects of implementing the sweep coagulation process in the pre-treatment system for water supplying membrane installations in systems for preparing demineralized water and water for supplementing heating circuits in the completed facility.

8

Perspektywy wykorzystania biomasy stałej i RDF w ciepłownictwie

Rajczyk Rafał

Instal

|

2024

|

nr 2

20--27

PL

W artykule analizowano możliwości zastosowania trzech wybranych paliw w ciepłownictwie. Biomasę stałą reprezentowały pelet ze słomy agro oraz PKS (palm kernel shell), badaniom poddano również paliwo alternatywne - RDF. We wprowadzeniu omówiono ogólnie wykorzystanie biomasy i paliw alternatywnych do wytwarzania ciepła, przedstawiono też sytuację rynkową ze szczególnym uwzględnieniem ilości biomasy wykorzystywanej obecnie w Polsce oraz międzynarodowej wymiany handlowej. Dla paliwa importowanego - PKS omówiono procesy transportu i ich wpływ na uzyskiwane efekty ekologiczne. W dalszej części pracy analizowano własności fizyko-chemiczne badanych paliw oraz ich popiołów. Przedstawiono skład chemiczny, charakterystyczne temperatury popiołu oraz wyznaczono wybrane wskaźniki eksploatacyjne, do których przydatności w prognozowaniu problemów eksploatacyjnych odniesiono się w dalszej części pracy. Paliwa spalane były w technologii fluidalnej, która po technologii rusztowej jest drugą z kolei powszechnie wykorzystywaną w ciepłownictwie, a jedną z jej najważniejszych zalet jest elastyczność paliwowa. Wykonano badania emisyjno-eksploatacyjne na stanowisku laboratoryjnym z warstwą fluidalną. Określono zawartości poszczególnych składników gazów spalinowych, dokonano również analizy procesów aglomeracji materiału warstwy i popiołu dennego. Przeprowadzone badania wykazały, że oba paliwa oparte o biomasę stałą cechują się korzystnymi właściwościami i są predysponowane do wykorzystania w ciepłownictwie. Z kolei przy spalaniu RDF należy zwrócić uwagę na możliwość powstawania problemów eksploatacyjnych, związanych przede wszystkim ze znaczącą zawartością chloru.

EN

The article discusses the possibilities of using three selected fuels in district heating. Solid biomass was represented by agro straw pellets and PKS (palm kernel shell), and an alternative fuel - RDF - was tested as well. The introduction deals with the use of biomass and alternative fuels for heat generation in general, and presents the market situation with particular emphasis on the amount of biomass currently used in Poland and international trade. For the imported fuel - PKS, transport processes and their impact on the achieved ecological effects were discussed. The following section presents the physical and chemical properties of the tested fuels and their ashes. The chemical composition, characteristic temperatures of the ash were presented, and selected operational indices were determined, the usefulness of which in predicting operational problems is referred to later. The fuels were combusted in fluidized bed technology, which, after grate technology, is the second most commonly used in district heating, and one of its most important advantages is fuel flexibility. Emission and operational tests were performed on a laboratory rig with a fluidized bed. The contents of individual components of exhaust gases were determined, and the agglomeration processes of the bed material and bottom ash were analyzed. The conducted research showed that both fuels based on solid biomass have favourable properties and are suitable for use in heating. In turn, when burning RDF, attention should be paid to the possibility of operational problems, primarily related to the significant chlorine content.

9

Model kształtowania cen ciepła systemowego w Polsce w ocenie branży i regulatora

Niestępska Małgorzata

Instal

|

2024

|

nr 4

11--17

PL

Aktualizacja założeń pakietu „Fit for 55” wprowadzona nowelą dyrektyw ETS, EE, OZE i IED w 2023 r. stawia przed sektorem energetycznym, a w szczególności ciepłownictwem ogromne wyzwania w zakresie dekarbonizacji. Nowa odsłona „Zielonego ładu” oraz koncepcji „REPowerEU” stawia na radyklaną poprawę efektywności energetycznej, a w szczególności poprawienie charakterystyki energetycznej budynków, co oznacza sukcesywne kurczenie się rynku ciepła. Mniejsza sprzedaż oznacza mniejsze przychody dla przedsiębiorstw ciepłowniczych. Dostawcy ciepła muszą zmierzyć się z wyzwaniem zachowania konkurencyjnej ceny przy niższym wolumenie sprzedaży, a jednocześnie realizować kapitałochłonne inwestycje w zazielenienie i efektywność systemów ciepłowniczych. Nowela dyrektywy w sprawie efektywności energetycznej ustanowiła nową definicję „efektywnych systemów ciepłowniczych i chłodniczych” wyznaczając termin zdekarbonizowania systemów ciepłowniczych do 2050 roku. Zaledwie 20% polskich systemów ciepłowniczych spełnia aktualną definicję, a więc nadal w znakomitej większości polskie systemy ciepłownicze nie są efektywne. Jednocześnie analiza sytuacji ekonomicznej przedsiębiorstw wykazuje, że nie dysponują one wystarczającymi środkami na inwestycje. Ceny ciepła w Polsce w przypadku przedsiębiorstw koncesjonowanych są w pełni regulowane. Sytuacja ekonomiczna sektora od kilku lat ulega pogorszeniu. W szczególności problemy z rentownością i płynnością finansową wykazują przedsiębiorstwa wytwarzające ciepło w kogeneracji, czyli najbardziej preferowane w efektywnym systemie ciepłowniczym. Co jest przyczyną niezadowalającej dynamiki transformacji sektora ciepła systemowego? Jak można naprawić tę sytuację? Czy kluczowa jest rewizja zasad regulacji cen ciepła czy wystarczy intensyfikacja wsparcia finansowego? Czy model regulacji cen ciepła w Polsce powinien ulec liberalizacji wzorem Niemiec czy pozostać tylko nieznacznie skorygowany? Na te pytania odpowiadali uczestnicy warsztatów zorganizowanych przez Izbę Gospodarczą Ciepłownictwo Polskie podczas XIII Konferencji Rynku Ciepła Systemowego w dniach 27-29 lutego 2024 r. w Lublinie.

EN

The update of the ‘Fit for 55’ package introduced by the amendment of the ETS, EE, RES and IED directives in 2023 poses enormous challenges for the energy sector and in particular the heating sector in terms of decarbonisation. The new iteration of the “Green Deal” and the “REPowerEU” concept puts the focus on a radical improvement of energy efficiency which means a successive shrinking of the heat market. With declining revenues, district heating companies are challenged on the one hand to maintain a competitive price in relation to the substitute offer of electricity heating, and on the other hand they have to make capital-intensive investments in greening and efficiency. The amendment to the Energy Efficiency Directive established a new definition of ‘efficient heating and cooling systems’ setting a deadline of 2050 for decarbonising district heating systems. Only 20% of Polish district heating systems meet the current definition, so the vast majority of Polish district heating systems are still not efficient. At the same time, an analysis of the economic situation of companies shows that they do not have sufficient funds for investment. Heat prices in Poland for licensed companies are fully regulated. The economic situation of the sector has been deteriorating for several years. In particular, companies producing heat in cogeneration, i.e. the most preferred in an efficient district heating system, are showing problems with profitability and liquidity. What is the reason for the unsatisfactory transformation dynamics of the district heating sector? How can this situation be rectified? Is a revision of heat price regulation principles crucial or is intensification of financial support sufficient? Should the heat price regulation model in Poland be liberalised following the German model or remain only slightly adjusted? These questions were answered by participants in a workshop organised by the Polish Heating Industry Chamber of Commerce during the 13th System Heat Market Conference on 27-29 February 2024 in Lublin.

10

Generatory termoelektryczne do lokalnego zasilania urządzeń pomiarowych w komorach ciepłowniczych

Sidorczyk Marek, Niemierka Elżbieta, Jadwiszczak Piotr

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2024

|

Nr 7-8

21--27

PL

Brak dostępności energii elektrycznej w istniejących komorach ciepłowniczych wymusza poszukiwanie alternatywnych źródeł energii, do zasilania cyfrowych komponentów systemów monitoringu. Lokalne wytwarzanie energii elektrycznej z dostępnego ciepła sieciowego możliwe jest w generatorach termoelektrycznych (TEG). Przedstawiono metodologię analizy podaży energii z TEG obejmującą: wytypowanie i charakterystykę lokalnych źródeł oraz odbiorników ciepła dla zasilania TEG w danej komorze ciepłowniczej, ocenę sezonowej zmienności lokalnych warunków zasilania TEG strumieniem ciepła i potencjału wytwórczego energii elektrycznej oraz wybór korzystnego rozwiązania. Zawarto przykład analizy dla dynamicznych warunków pracy rzeczywistego systemu ciepłowniczego.

EN

Typically, in existing district heating distribution nodes there is no power supply for digital monitoring systems. The solution is thermoelectric generators (TEG) powered by heat from district heating pipelines. A methodology for analyzing the energy supply from TEG is presented, including defining local heat sources and receivers for powering TEG cells, assessing the seasonal heat supply and electricity generation potential of TEG, and selecting a favorable solution. An exemplary TEG analysis in real conditions of a real heating system is included.

11

Analiza opłacalności wykorzystania odpadów komunalnych w procesie wytwarzania ciepła systemowego. Studium przypadku dla Pruszkowa

Mirosz Liliana, Mróz Pelagia

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2024

|

Nr 4

21--27

PL

Temat artykułu wynika z potrzeby zwiększania zdolności przerobowej instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych (ITPOK), w związku ze wzrostem ilości tego rodzaju odpadów oraz koniecznością odchodzenia od wykorzystania w ciepłownictwie paliw kopalnych. Zaproponowano studium przypadku takiej instalacji. Wybrano miasto Pruszków, dla którego instalacja miałaby pokrywać jego podstawę ciepłowniczą. Przedstawiono analizę ekonomiczną takiej inwestycji. Wyznaczono niezbędne parametry wejściowe, tj. nominalna moc cieplna instalacji, wymagany strumień odpadów o odpowiednich właściwościach, strumień dostępny z okolic miasta (z uwzględnieniem istniejących instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych), ilość substancji wprowadzanych do powietrza wraz ze spalinami. Zdefiniowane dane posłużyły do obliczenia opłacalności ITPOK na podstawie przychodów ze sprzedaży ciepła i opłaty bramowej za przyjęcie odpadów, przy uwzględnieniu nakładów inwestycyjnych i kosztów eksploatacyjnych. W obliczeniach uwzględniono przystąpienie ITPOK do unijnego systemu handlu uprawnieniami do emisji (EU ETS, z ang. EU Emissions Trading System), przy czym wykonano je dla dwóch wariantów. Jeden z nich nie powoduje zmiany cen ciepła ani opłaty bramowej w stosunku do sytuacji, gdy ITPOK nie uczestniczy w EU ETS. Drugi, koszt uczestnictwa związany z EU ETS przerzuca w 50% na odbiorców ciepła i w 50% na dostawców odpadów. Wskaźnik IRR dla pierwszego wariantu wyniósł 2%, natomiast dla drugiego 6%. Należy jednak podkreślić, że w obliczeniach zawyżono nakład inwestycyjny, ze względu na brak aktualnych zakończonych przetargów na instalacje o podobnej przepustowości do analizowanej w artykule. Są to także wartości nieuwzględniające preferencyjnego finansowania z zewnątrz w formie bezzwrotnych dotacji. Dla uzyskanego większego wyniku (6%) przygotowano analizę wrażliwości IRR. Czynnikiem najmocniej wpływającym na IRR jest nakład inwestycyjny, następnie cena ciepła i opłata bramowa. Zmiany powyższych parametrów w zakresie ± 20% powodują zmiany IRR w zakresie od ok. 4 do ok. 9%. W podsumowaniu wskazano, jak można podnieść wartość IRR, a także dlaczego inwestycja w ITPOK jest korzystna dla lokalnej społeczności i środowiska.

EN

The topic of the article results from the need to increase the capacity of municipal waste-to-energy (WTE) plants due to the growth of waste generation and the necessity to move away from the use of fossil fuels in district heating. The case study of such a plant was proposed. The city of Pruszków was selected for which the installation would cover its district heating base load. An economic analysis of such an investment was presented. The necessary input parameters were determined, i.e. the nominal thermal power of the installation, the required waste stream with appropriate properties, the stream available from the area around the city (taking into account existing thermal waste treatment installation), and the amount of substances released into the air with exhaust gases. Defined data were used to calculate the economical profitability of WTE plant taking into account revenues from heat sale and the gate fee for waste acceptance, as well as CAPEX and OPEX. The calculations took into account WTE plant's accession to the EU emissions trading system (EU ETS), and were performed for two variants. One of them does not change heat prices or gate fees compared to the situation when WTE plant does not participate in the EU ETS. The second one transfers the cost of participation related to the EU ETS in 50% to heat consumers and 50% to waste suppliers. The IRR for the first variant was 2%, while for the second one it was 6%. It should be emphasized, however, that the calculations overestimated CAPEX due to the lack of current completed tenders for installations with similar capacity to the one analyzed in the article. These values also do not take into account preferred financing in form of non-refundable grants. A sensitivity analysis for IRR was prepared for the obtained higher resułt (6%). The factor that has the greatest impact on IRR is CAPEX, followed by the heat price and the gate fee. Changes in the above parameters in the range of ± 20% cause changes IRR ranging from approx. 4 to approx. 9%. The summary indicates how the IRR value can be increased, as well as why the investment in WTE plant is beneficial for the local community and the environment.

12

Trzy dekady ciepłownictwa systemowego

Szymczak Jacek

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2024

|

nr 6

PL

W ciągu 30 lat polskie ciepłownictwo przeszło istotne zmiany i osiągnęło wiele kamieni milowych, które miały ogromny wpływ na rozwój sektora oraz bezpieczeństwo energetyczne w Polsce. Dzięki inwestycjom, modernizacjom i nowatorskim rozwiązaniom technologicznym branża ciepłownicza w naszym kraju zyskała nowe możliwości i perspektywy rozwoju, a także stała się bardziej ekologiczna.

13

Ciepła zima to nic dobrego

Słomka Wojciech

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2024

|

nr 1

PL

Nowy scenariusz zimowej pogody to zdecydowanie obraz bardziej przypominający jesień niż ten, który kojarzy się nam z trzaskającym mrozem i zwałami śniegu. W takiej sytuacji powinniśmy zaoszczędzić na energii i w portfelach miało zostawać więcej pieniędzy. To założenie, lecz realia gospodarczo-ekonomiczne wskazują co innego. Ciepła zima to wielkie zagrożenie dla sprawnego funkcjonowania ciepłownictwa i realna szansa na letnie blackouty.

14

Porównanie efektywności absorpcyjnych i sprężarkowych pomp ciepła wykorzystujących energię geotermalną w systemie ciepłowniczym

Pierzchała Karol, Pająk Leszek

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2024

|

T. 55, nr 4

3--8

PL

W artykule porównano efektywność i opłacalność zamiany dotychczasowego węglowego źródła ciepła, w istniejącej ciepłowni na pompę ciepła. Analizie poddano sprężarkowe oraz absorpcyjne pompy ciepła, wykorzystujące energię geotermalną jako dolne źródło ciepła. Opisano model obliczeniowy, w którym założono kilka trybów możliwej pracy systemu w ciągu roku, zależnych od projektowych parametrów sieci oraz wymagań odbiorcy. Z przeprowadzonych analiz wynika, że pompy ciepła mogą być z powodzeniem eksploatowane w tzw. podstawie krzywej zapotrzebowania na moc, jako główne źródła ciepła, redukując znacząco czas pracy źródła węglowego. Wyniki wskazują, że technologia absorpcyjnych pomp ciepła, przy obecnym zużyciu nośników energii pierwotnej wykorzystywanych do produkcji prądu, jest konkurencyjna pod względem energetycznym i ekonomicznym w stosunku do technologii sprężarkowych pomp ciepła, które zdominowały rynek pomp ciepła w Polsce.

EN

The article compares the efficiency and profitability of replacing the current coal heat source with a heat pump in an existing heating plant. Compressor and absorption heat pumps using geothermal energy as a lower heat source were analyzed. The computational model used was described, which assumed several modes of possible system operation, depending on the network design parameters and the recipient’s requirements during the year. The analyses show that heat pumps can successfully operate in the so-called base of the power demand curve as the main heat sources. Significantly reducing the operating time of the coal source. Assuming the current consumption of primary energy carriers used to produce electricity the absorption heat pump technology is competitive in terms of energy and economics for compressor heat pump technologies, which dominate the heat pump market in Poland.

15

Ocena stopnia redukcji emisji zanieczyszczeń z ciepłowni węglowych dzięki wykorzystaniu zasobów geotermalnych za pomocą pomp ciepła – studium przypadku

Pierzchała Karol, Pająk Leszek

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2024

|

T. 55, nr 6

20--27

PL

Tematem artykułu jest analiza emisji zanieczyszczeń z wybranych ciepłowni węglowych zasilających sieci ciepłownicze, w których przewidziano zastąpienie lub uzupełnienie mocy źródła węglowego pompami ciepła, wykorzystującymi wody geotermalne jako dolne źródło ciepła. Analizowane rozwiązania, w których zastosowano sprężarkowe i absorpcyjne pompy ciepła porównano pod względem emisji wybranych zanieczyszczeń do atmosfery, przy czym w rozwiązaniach tych istniejące kotły węglowe stanowiły szczytowe źródła ciepła. Na podstawie wyników analiz energetycznych oraz referencyjnych wskaźników emisji oszacowany został poziom emisji zanieczyszczeń z każdego z wariantów eksploatacji ciepłowni. Wyniki analizy wskazują, że największą redukcję emisji zapewnia system ze sprężarkową pompą ciepła. Absorpcyjna pompa ciepła jest pod względem redukcji emisji nieco gorszym rozwiązaniem niż rozwiązanie ze sprężarkową pompą ciepła, jednak zdecydowanie korzystniejszym niż źródło węglowe. Osiągane współczynniki emisji obydwu porównywanych systemów są zdecydowanie korzystniejsze niż wskaźniki emisji zanieczyszczeń z ciepłowni tylko węglowej

EN

The article analyzes selected coal-fired heating plants supplying energy to heating networks, in which it is planned to replace or supplement the coal source with heat pumps using energy from geothermal waters as a ground source. The solutions were compared in terms of emissions of selected pollutants into the atmosphere. The use of compressor and absorption heat pumps was analyzed. The existing coal source was the heat peak source. Using the results of energy analyzes and emission factors, emissions were estimated for each operating variant of the heating plant. The results indicate that the greatest emission reduction is achieved in a system with a compressor heat pump. In terms of emission reduction, an absorption heat pump is a slightly worse solution compared to a compressor heat pump, but still definitely more advantageous than a coal source. The achieved emission factors for both compared systems are much more favorable compared to the emission factors only for the coal source.

16

Kogeneracja gazowa jako krok w kierunku neutralności węglowej lokalnych systemów ciepłowniczych

Czajor Dawid, Amanowicz Łukasz

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2024

|

T. 55, nr 10

13--17

PL

Dążenie do neutralności węglowej jest jednym z założeń Industry 4.0. Przejawia się ono w wielu gałęziach przemysłu i dotyczy również systemów ciepłowniczych. W Polsce funkcjonuje wiele takich systemów, które na przestrzeni lat poddawane są kolejnym modernizacjom mającym na celu zmniejszenie emisji CO2. W artykule przedstawiono ten proces na przykładzie systemu ciepłowniczego Białogardu. Pokazano dążenie do neutralności węglowej jako proces złożony z wielu kroków pośrednich przebiegający na przestrzeni wielu lat i wymagający wiedzy na temat wyzwań, które towarzyszą każdemu z nich. Opisano również dalsze, planowane kroki w kierunku zwiększania efektywności energetycznej i osiągnięcia neutralności węglowej systemu ciepłowniczego.

EN

The pursuit of carbon neutrality is one of the assumptions of Industry 4.0. It manifests itself in many branches of industry and also applies to heating systems. There are many such systems in Poland, which over the years have undergone successive modernizations aimed at reducing CO2 emissions. The article presents this process using the example of Białogard. The pursuit of carbon neutrality is shown as a process consisting of many intermediate steps, which takes place over many years and requires knowledge about the challenges that accompany each of them. Further planned steps on the way to achieving energy efficiency and carbon neutrality are discusses.

17

Selected technical aspects of managing efficient heat supply in a district heating system

Wrzalik Aleksandra

Zeszyty Naukowe Politechniki Morskiej w Szczecinie

|

2023

|

nr 76 (148)

32--41

EN

District heating networks are key components of efficient heat supply systems for municipal and industrial consumers. The purpose of the research presented in this article was to analyze the thermo-hydraulic parameters of the operation of a transmission main in a district heating network to improve the heat transfer efficiency. Based on a literature review of existing studies, the basic issues of the heat supply process were discussed, and selected methods and tools for simulating district heating networks were characterized. A detailed mathematical description of the phenomena occurring during heat transport in a district heating network pipeline was also presented. Then, analytical calculations and simulations were carried out for the selected district heating system using Termis software. Operational parameters collected in the actual district heating system were used as output data for analytical modeling. Pressure drops, power losses, and heat transfer efficiencies in the main buses at different outdoor temperatures during the heating season were determined. Selected results of the study were included, and possibilities for improving the efficiency of heat transfer in the studied district heating network were indicated.

18

Geothermal Potential of the Lublin Trough is Low-temperature and North-concentrated. What May Be Environmental Impact of Their Use?

Ciapała Bartłomiej

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2023

|

Tom 25

86--104

EN

The geothermal potential is challenging to assess, as on the one hand it requires subsurface parametric description; on another – the variable surface influences the potential and geological conditions. In the article, the author presents a novel method for assessing geothermal potential and its environmental impact. The procedure is implemented to evaluate the geothermal potential of the Lublin trough. Geological modelling and GIS analyses are used to determine prospective areas where geothermal water accessibility and sufficient head demand occur in the direct vicinity. Maximal geothermal heat production is estimated, and upon that – possible avoided emissions of air pollutants. The study results indicate that this region's geothermal resources are of low temperature (<50°C), so the only opportunity for exploitation is the direct use of geothermal water in objects or the operation of ultra-low-temperature district heating systems. The main geothermal energy production potential of the Lublin trough is in its northern part, close to the Warszawa trough and nearby main fracture zones. In total, up to 300 GWh of geothermal heat per year might be produced and consumed in the study area if residential and commercial objects could take advantage of ultra-low-temperature district heating system. It would lead to locally significant limitation of air pollutant emissions and decreased fossil fuel consumption.

19

Benefity i ograniczenia instalacji układu kogeneracyjnego w istniejącej ciepłowni gazowej

Instal

|

2023

|

nr 9

16--23

PL

Zgodnie z prognozami „Polityki energetycznej Polski do 2040 roku” (PEP2040), krajowa strategia energetyczna ma dążyć do neutralności klimatycznej. Cel ten ma zostać osiągnięty poprzez zwiększenie efektywności energetycznej przy udziale odnawialnych źródeł energii (OZE) oraz redukcję emisji gazów cieplarnianych. Planowane zapotrzebowanie na energię elektryczną ma wzrosnąć od wartości 173,5 TWh (dane za 2022 r.) do 230,0 TWh (prognoza na 2040 r.), co będzie wymuszało budowę nowych źródeł energii elektrycznej m. in. opalanych gazem ziemnym lub gazem ziemnym z domieszką wodoru. Otwiera to nowe możliwości przed ciepłowniami, które instalując kogeneracyjny silnik gazowy, mają możliwość: (I) dywersyfikacji źródeł przychodu o dodatkową sprzedaż energii elektrycznej, (II) przeniesienia części kosztów stałych wynikających z działalności ciepłowniczej na działalność związaną z elektroenergetyką, (III) otrzymania w dłuższej perspektywie statusu efektywnej sieci ciepłowniczej, (IV) ograniczenia znacznego wzrostu podwyżek cen ciepła, (V) generacji dodatkowego przychodu, w szczególności w sezonie letnim, gdy produkcja ciepła wynika głównie z zapotrzebowania na ciepłą wodę. Inwestycję należy przeanalizować pod kątem zagrożeń płynących z niestabilnych cen na rynku gazu oraz dodatkowych możliwości jakie daje sprzedaż energii elektrycznej na rynku bilansującym, gdzie cena sprzedaży jest aktualizowana z godzinowym interwałem. Takie podejście daje większą elastyczność w porównaniu do modelu kształtowania taryf dla ciepła zatwierdzanych przez Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki (URE). Zaprezentowane w artykule benefity i ograniczenia instalacji układu kogeneracyjnego bazują na doświadczeniu z uruchomienia elektrociepłowni w Białogardzie (woj. Zachodniopomorskie) wykorzystującej silniki tłokowe zasilane gazem ziemnym. Obiekt na przestrzeni kilkunastu lat przeszedł transformację od wytwarzania ciepła w lokalnych kotłowniach opalanych węglem kamiennym, a następnie paliwem gazowym, do jednej centralnej elektrociepłowni, która połączyła wszystkie lokalne kotłownie miejską siecią ciepłowniczą (MSC). Doświadczenie z działań modernizacyjnych istniejących kotłowni oraz przegląd różnych aspektów stosowania kogeneracji gazowych, które zostały opisane w niniejszym artykule ma na celu rozpoczęcie dyskusji nad zmianą aktów prawnych w zakresie kogeneracji, celem ich dostosowania do dynamiki rynku.

EN

According to the forecasts of the “Energy Policy of Poland until 2040” (PEP2040), the national energy strategy is to strive for climate neutrality. This goal is to be achieved by increasing energy efficiency with the use of renewable energy sources (RES) and reducing greenhouse gas emissions. The planned demand for electricity is to increase from 173.5 TWh (data for 2022) to 230.0 TWh (forecast for 2040), which will force the construction of new electricity sources, e.g. based on natural gas or its mix with hydrogen. This opens up new opportunities for heating plants, which, by installing a cogeneration gas engine, have the opportunity to: (i) diversify their sources of income by additional sales of electricity, (ii) transfer part of the fixed costs resulting from heating operations to activities related to the power industry, (iii ) obtaining the status of an effective heating network in the long term, (iv) limiting a significant increase in heat price increases, (v) generating additional income, in particular in the summer season, when heat production results mainly from the demand for hot utility water. The investment should be analyzed in terms of threats arising from unstable prices on the gas market and additional opportunities offered by the sale of electricity on the balancing market, where the sale price is updated with an hourly interval. This approach gives greater flexibility compared to the model of shaping heat tariffs approved by the President of the Energy Regulatory Office (URE). The benefits and limitations of the installation of the cogeneration system presented in the article are based on the experience from the commissioning of the CHP plant in Białogard (Zachodniopomorskie Voivodeship) based on natural gas-fired piston engines. Over the course of several years, the facility has undergone a transformation from generating heat in local boiler houses fired with hard coal, and then with gas fuel, to one central heat and power plant, which connected all local boiler houses with the municipal heating network. The experience from the modernization of existing boiler houses and the review of various aspects of the use of gas cogeneration, which are described in this article, is intended to start a discussion on amending legal acts in the field of cogeneration in order to adapt them to market dynamics.

20

Technologie wytwórcze i magazyny ciepła dla efektywnych systemów ciepłowniczych

Czekalski Rafał, Dziubek Bartłomiej

Energetyka

|

2023

|

nr 2

88--95

PL

Sektor ciepłowniczy stoi przed wyzwaniami związanymi z transformacją w obszarze źródeł wytwarzania. Regulacje prawne i dynamicznie zmieniające się ceny nośników energii skłaniają do inwestowania w nowe rozwiązania. W artykule przedstawiono technologie decydujące o efektywności systemu ciepłowniczego – jednym z warunków uzyskania dotacji na rozwój, a także analizę ekonomiczną jako podstawę do podejmowania decyzji inwestycyjnych.

EN

The district heating sector is presently facing the challenges associated with the transformation of energy generation sources. Legal regulations and dynamically changing prices of energy carriers encourage investment in new solutions. The article presents technologies decisive for efficiency of district heating systems, which is one of the conditions to obtain subsidies for development, and also provides economic analysis as the basis for investment decisions.