Wpływ zastosowania akumulatora ciepła w miejskim systemie ciepłowniczym na sprawność energetyczną elektrociepłowni i emisję zanieczyszczeń pyłowych do atmosfery

• Autorzy: Zwierzchowski Ryszard , Ziomacka Marlena

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2019.5.1

Warianty tytułu

EN

Effect of the Thermal Energy Storage Implementation in the District Heating System on Energy Efficiency of CHP Plant and Emission of Particulate Pollutants Into the Atmosphere

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zastosowanie akumulatorów ciepła (AC) w polskim ciepłownictwie nadal uznawane jest jako inwestycja nowatorska. Inwestycje te umożliwiają poprawę ekonomiki produkcji ciepła i energii elektrycznej, ograniczenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery oraz zwiększenie bezpieczeństwa dostaw energii do odbiorców. Unia Europejska w ostatnim dziesięcioleciu przyjęła Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady, które stwarzają realne podstawy do osiągnięcia celów unijnej strategii energetycznej i ochrony środowiska w najbliższych latach. Jednak, cele te będzie trudno osiągnąć bez stosowania w miejskich systemach ciepłowniczych (MSC) technologii akumulacji energii. W artykule przeprowadzono wstępną analizę wpływu zastosowania akumulatora ciepła w elektrociepłowni (EC) Siekierki w Warszawie na wzrost efektywności wytwarzania energii i zmniejszenie emisji zanieczyszczeń pyłowych do atmosfery. Przedstawiono wyniki obliczeń dokumentujące wzrost średniorocznej ogólnej sprawności wytwarzania energii w EC, a także obniżenie emisji zanieczyszczeń pyłowych do atmosfery w przypadku gdy w MSC pojawi się akumulator ciepła. Szczególną uwagę poświęcono wciąż aktualnemu problemowi smogu tj. emisji zanieczyszczeń pyłowych do atmosfery. W przypadku tzw. alertu smogowego można zmniejszyć emisję pyłów do atmosfery w przewidywanych godzinach zagrożenia smogowego poprzez odpowiednie wykorzystanie akumulatora ciepła.

EN

The use of Thermal Energy Storage (TES) in the Polish district heating sector is still considered an innovative investment. These investments make it possible to improve the economics of heat and power generation, to reduce emissions of particulate pollutants into the atmosphere and to increase the security of energy supply to customers. The European Union has adopted a directive of the European Parliament and of the Council in the last decade, which creates a real basis for achieving the objectives of the EU energy and environmental strategy for the coming years. However, these goals will be difficult to obtain without the presence of energy accumulation technology in District Heating Systems (DHS). The article presents an initial analysis of the impact of the use of the TES in the Siekierki CHP plant in Warsaw, to increase the efficiency of energy generation and reduce emissions of particulate pollutants into the atmosphere. The results of the calculations documenting the increase in the average overall energy efficiency in the CHP plant, as well as the reduction of particulate pollutant emissions into the atmosphere, are presented in the case of the TES application in the DHS. Special attention was given to the current problem of the smog, i.e. emissions of particulate pollutants into the atmosphere. In the case of the smog alert, the emissions of particulate pollutants into the atmosphere could be reduced during the foreseeable hazard hours by appropriate using of the TES.

Słowa kluczowe

PL

ciepłownictwo systemowe; efektywność energetyczna; akumulator ciepła; emisja pyłów; elektrociepłownia

EN

District Heating; energy efficiency; Thermal Energy Storage; emission of particulate pollutants; CHP plant

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 50, nr 5
• Strony: 167--171
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Zwierzchowski Ryszard

• Zakład Systemów Ciepłowniczych i Gazowych, Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii środowiska, PW, Warszawa, Polska

autor

Ziomacka Marlena

• Nazwyższa Izba Kontroli, Warszawa Polska

Bibliografia

• [1] Bogdan Z., D. Kopjar. 2006. "Improvement of the cogeneration plant economy by using heat accumulator". Energy, vol. (31): 2285-2292.
• [2] Denholm P., T. Holloway. 2005. "Improved accounting of emissions from utility energy storage system operation". Environmental Science & Technology. (39): 9016-9022.
• [3] Dincer I., M.A. Rosen 2011. "Thermal Energy Storage. Systems and Applications, Second Edition". (John Wiley & Sons, Ltd., Chichester, England).
• [4] Juda-Rezler K., Toczko B. 2016. "Pyły drobne w atmosferze. Kompendium wiedzy o zanieczyszczeniu powietrza pyłem zawieszonym w Polsce". Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa 2016.
• [5] Maciejewska K. 2017. "Analiza krótkoterminowego wpływu różnych typów zanieczyszczeń pyłowych na zdrowie mieszkańców Warszawy". Rozprawa doktorska. Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska, Politechnika Warszawska.
• [6] Tabors Caramanis & Associates. 1995. "Source energy and environmental impacts of thermal energy storage". Report for the Thermal Energy Storage Systems Collaborative of the California Energy Commission, September 1995.
• [7] Zwierzchowski R. 2018. "Eksploatacja akumulatora ciepła w EC zasilającej miejski system ciepłowniczy - wpływ na emisję zanieczyszczeń do atmosfery". VII Konferencja Rynek Ciepła Systemowego. Izba Gospodarcza Ciepłownictwo Polskie, str. 59-66. Lublin 20-22 Luty 2018.
• [8] Zwierzchowski R. 2009. "Application of the Thermal Energy Storages in the District Heating Systems". The International Conference on Energy Efficiency and Control of Air Pollutants from Utilization of Fossil Fuels, str. 181, Wrocław, Poland, Sept. 21-25, 2009.
• [9] Zwierzchowski R. 2011. "Zastosowanie akumulatorów ciepła w miejskich systemach ciepłowniczych szansą na zwiększenie efektywności i pewności zasilania odbiorców w ciepło i energię elektryczną". Ciepłownictwo Ogrzewnictwo, Wentylacja, 42 (2): 47-50.
• [10] Zwierzchowski R. 2013. "Analiza układów hydraulicznych w elektrociepłowniach i ciepłowniach z akumulatorem ciepła". Prace Naukowe. Inżynieria Środowiska z. 64, Politechnika Warszawska, Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2013, str. 1-136.
• [11] Zwierzchowski R. 2014. " Charakterystyka dużych akumulatorów ciepła zbudowanych w Polsce", str. 99-111. XVIII Forum Ciepłowników Polskich, Międzyzdroje 14-17 Września 2014.
• [12] Zwierzchowski R., M. Ziomacka. 2015. "Wpływ na środowisko eksploatacji akumulatora ciepła w wybranej EC w Polsce". str. 141-148. XIX Forum Ciepłowników Polskich, Międzyzdroje 13-16 Września 2015.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020)