Wprowadzenie
Produkcja ciepła i energii elektrycznej może odbywać się w sposób znacznie bardziej efektywny niż w tradycyjnych, rozdzielonych procesach. Takim rozwiązaniem jest kogeneracja, czyli jednoczesne wytwarzanie ciepła i prądu w jednym procesie technologicznym. Obecnie w ten sposób powstaje niemal 2/3 całego ciepła w Polsce.
Na czym polega kogeneracja?
Kogeneracja to proces, w którym z jednego paliwa – na przykład węgla, gazu lub biomasy – jednocześnie produkowana jest energia elektryczna oraz ciepło. Dzięki temu możliwe jest znacznie lepsze wykorzystanie energii pierwotnej zawartej w paliwie.
W porównaniu do oddzielnej produkcji ciepła i prądu:
- zużywa się nawet 20% mniej paliwa,
- emituje się około 20% mniej dwutlenku węgla,
- ograniczana jest emisja innych szkodliwych zanieczyszczeń.
Produkcja ciepła w jednym, wyspecjalizowanym źródle sprawia również, że powietrze w miastach staje się czystsze.
Kogeneracja a jakość powietrza
Nowoczesne instalacje kogeneracyjne wykorzystują wysokiej jakości paliwa spalane w optymalnych warunkach temperaturowych. Dodatkowo stosowane są zaawansowane urządzenia filtrujące spaliny. Dzięki temu:
- do atmosfery niemal nie przedostaje się rakotwórczy benzo(a)piren,
- znacząco ograniczana jest emisja tlenku węgla,
- ilość pyłów w powietrzu jest nawet 35 razy mniejsza niż w przypadku indywidualnych, przestarzałych źródeł ciepła.
Ma to bezpośredni wpływ na zdrowie mieszkańców, ograniczając ryzyko chorób układu oddechowego i krążenia.
Elektrownia a elektrociepłownia – podstawowe różnice
Aby lepiej zrozumieć ideę kogeneracji, warto rozróżnić dwa pojęcia:
- elektrownia – produkuje wyłącznie energię elektryczną,
- elektrociepłownia – w jednym procesie technologicznym wytwarza zarówno energię elektryczną, jak i ciepło.
Właśnie to jednoczesne wytwarzanie dwóch produktów stanowi istotę kogeneracji. Dzięki temu unika się dodatkowych emisji zanieczyszczeń, które powstałyby w przypadku oddzielnych procesów produkcyjnych.
Różnice pomiędzy elektrownią, ciepłownią a elektrociepłownią zostały również w przystępny sposób przedstawione na poniższej ikonografice.
Efektywność energetyczna kogeneracji
Jedną z najważniejszych zalet kogeneracji jest wysoki stopień wykorzystania energii zawartej w paliwie. Efektywność energetyczna systemów skojarzonych może być nawet o 30% wyższa niż w przypadku oddzielnego wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach kondensacyjnych i ciepła w tradycyjnych kotłowniach.
W skali kraju przekłada się to na oszczędność milionów ton paliw oraz znaczące ograniczenie emisji zanieczyszczeń do środowiska.
Trigeneracja – kolejny krok w rozwoju technologii
Nowoczesne rozwiązania technologiczne pozwalają pójść jeszcze dalej. Oprócz ciepła i energii elektrycznej możliwa jest również produkcja chłodu – proces ten nazywany jest trigeneracją.
Systemy trigeneracyjne składają się z:
- modułu kogeneracyjnego,
- absorpcyjnego agregatu wody lodowej.
Takie instalacje umożliwiają efektywne chłodzenie pomieszczeń, bez konieczności stosowania tradycyjnych systemów klimatyzacyjnych opartych na szkodliwych substancjach freonowych. Trigeneracja znajduje zastosowanie m.in. w budynkach użyteczności publicznej, obiektach biurowych oraz przemysłowych.
Podsumowanie
Kogeneracja i trigeneracja to nowoczesne technologie, które znacząco zwiększają efektywność energetyczną, ograniczają zużycie paliw oraz poprawiają jakość powietrza. Stanowią one ważny element rozwoju ciepła systemowego i zrównoważonej gospodarki energetycznej, przynosząc realne korzyści zarówno mieszkańcom miast, jak i całemu środowisku.
Także na poziomie lokalnym technologie te znajdują praktyczne zastosowanie. W 2019 r. uruchomione zostały dwa silniki kogeneracyjne na gaz ziemny o łącznej mocy 3,2 MW, co stanowi istotny krok w kierunku nowoczesnego, efektywnego i bardziej ekologicznego systemu ciepłowniczego.