Ciepłownictwo - District heating

Spalarnia Spittelau jest jednym z kilku zakładów ciepłowniczych w Wiedniu .
Animowany obraz pokazujący, jak działa ciepłownictwo
Elektrociepłownia na biomasę w Mödling , Austria
Ciepłownia węglowa w Wieluniu (Polska)

Ciepłownicza (znane także jako sieci ciepła lub teleheating ) jest system do rozprowadzania ciepła wytwarzanego w miejscu centralnym, poprzez system rurek izolacyjnych dla potrzeb mieszkalnych i handlowych, takich jak ogrzewanie ogrzewania i podgrzewania wody . Ciepło jest często uzyskane z kogeneracji zakładu spalania paliw kopalnych i biomasy , ale stacje kotła tylko , ogrzewanie geotermalne , pompy ciepła i centralne ogrzewanie słoneczne są również używane, jak również odpadów ciepła z elektrowni jądrowych energii elektrycznej. Ciepłownie mogą zapewnić wyższą wydajność i lepszą kontrolę zanieczyszczeń niż lokalne kotły. Według niektórych badań ciepłownictwo z skojarzonym wytwarzaniem ciepła i energii elektrycznej (CHPDH) jest najtańszą metodą redukcji emisji dwutlenku węgla i ma jeden z najniższych śladów węglowych ze wszystkich elektrowni wykorzystujących paliwa kopalne.

Sieci ciepłownicze piątej generacji nie wykorzystują spalania na miejscu i charakteryzują się zerową emisją CO 2 i NO 2 na miejscu; wykorzystują transfer ciepła za pomocą energii elektrycznej, która może być wytwarzana z energii odnawialnej lub z oddalonych elektrowni opalanych paliwami kopalnymi. W sztokholmskim systemie multienergetycznym zastosowano kombinację CHP i scentralizowanych pomp ciepła. Pozwala to na produkcję ciepła przez energię elektryczną, gdy występuje duża przerywana produkcja energii, oraz kogenerację energii elektrycznej i ciepłownictwo, gdy dostępność przerywanej produkcji energii jest niska.

Ciepłownictwo znajduje się na 27 miejscu w zestawieniu 100 rozwiązań dotyczących globalnego ocieplenia sporządzonym przez Project Drawdown .

Historia

Sieć ciepłownicza ma swoje korzenie w łaźniach ogrzewanych gorącą wodą i szklarniach starożytnego Cesarstwa Rzymskiego . Zazwyczaj system dystrybucji ciepłej wody w Chaudes-Aigues we Francji jest uważany za pierwszy prawdziwy system ciepłowniczy. Wykorzystała energię geotermalną do ogrzewania około 30 domów i rozpoczęła działalność w XIV wieku.

US Naval Academy w Annapolis rozpoczął parowy Ciepłownictwo usługę w 1853 roku.

Mimo, że te i inne liczne systemy działały na przestrzeni wieków, pierwszy komercyjny sukces System ciepłowniczy został uruchomiony w Lockport , Nowym Jorku , w 1877 roku przez amerykański inżynier hydrauliczny Birdsill Holly , uznawany za twórcę nowoczesnego ciepłownictwa.

Pokolenia ciepłownictwa

Cztery różne generacje konwencjonalnych systemów ciepłowniczych i ich źródła energii (nie uwzględniono zimnych systemów ciepłowniczych piątej generacji)

Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie nowoczesne systemy ciepłownicze są sterowane zapotrzebowaniem, co oznacza, że ​​dostawca ciepła reaguje na zapotrzebowanie ze strony konsumentów i zapewnia wystarczającą temperaturę i ciśnienie wody, aby dostarczyć wymagane ciepło do użytkowników. Pięć pokoleń ma cechy charakterystyczne, które odróżniają je od poprzednich pokoleń. Cecha każdej generacji może być wykorzystana do wskazania stanu rozwoju istniejącego systemu ciepłowniczego.

Pierwsza generacja

Pierwsza generacja była systemem parowym zasilanym węglem i została po raz pierwszy wprowadzona w Stanach Zjednoczonych w latach 80. XIX wieku i stała się popularna również w niektórych krajach europejskich. Do lat 30. XX wieku był to nowoczesny sprzęt, który wykorzystywał kanały betonowe, działał w bardzo wysokich temperaturach, przez co nie był zbyt wydajny. Pojawiły się również problemy z niezawodnością i bezpieczeństwem ze względu na gorące rurki parowe pod ciśnieniem. W dzisiejszych czasach to pokolenie jest przestarzałe technologicznie. Jednak niektóre z tych systemów są nadal w użyciu, na przykład w Nowym Jorku czy Paryżu. Inne pierwotnie zbudowane systemy zostały następnie przebudowane na późniejsze generacje.

Drugie pokolenie

Druga generacja została opracowana w latach 30. XX wieku i była budowana do lat 70. XX wieku. Spalał węgiel i ropę, energię przesyłano gorącą wodą pod ciśnieniem jako nośnikiem ciepła. Systemy zwykle miały temperatury zasilania powyżej 100 °C, używały rur wodociągowych w kanałach betonowych, w większości montowanych na miejscu, oraz ciężkiego sprzętu. Głównym powodem tych systemów były oszczędności energii pierwotnej wynikające z zastosowania elektrociepłowni. Chociaż stosowane również w innych krajach, typowymi systemami tej generacji były sowieckie systemy ciepłownicze, które zostały zbudowane po II wojnie światowej w kilku krajach Europy Wschodniej.

Trzecia generacja

W latach 70. opracowano trzecią generację, która była następnie stosowana w większości poniższych systemów na całym świecie. Ta generacja jest również nazywana „skandynawską technologią ciepłowniczą”, ponieważ wielu producentów komponentów ciepłowniczych ma siedzibę w Skandynawii. Trzecia generacja wykorzystuje prefabrykowane, preizolowane rury, które są zakopane bezpośrednio w ziemi i pracują w niższych temperaturach, zwykle poniżej 100°C. Główną motywacją do budowy tych systemów było bezpieczeństwo dostaw poprzez poprawę efektywności energetycznej po tym, jak dwa kryzysy naftowe doprowadziły do ​​zakłóceń dostaw ropy. Dlatego systemy te zwykle wykorzystywały węgiel, biomasę i odpady jako źródła energii, a nie ropę naftową. W niektórych systemach w miksie energetycznym wykorzystuje się również energię geotermalną i energię słoneczną . Na przykład Paryż od lat siedemdziesiątych korzysta z ogrzewania geotermalnego ze źródła o temperaturze 55–70 °C 1-2 km pod powierzchnią ziemi do ogrzewania domów.

Czwarta generacja

Obecnie trwają prace nad czwartą generacją, a przejście na czwartą generację już trwa w Danii . Czwarta generacja została zaprojektowana w celu przeciwdziałania zmianom klimatycznym i zintegrowania wysokiego udziału zmiennej energii odnawialnej z systemem ciepłowniczym poprzez zapewnienie wysokiej elastyczności systemu elektroenergetycznego.

Według przeglądu przeprowadzonego przez Lund et al. systemy te muszą mieć następujące zdolności:

  • „1. Zdolność do dostarczania niskotemperaturowego systemu ciepłowniczego do ogrzewania pomieszczeń i ciepłej wody użytkowej (CWU) do istniejących budynków, budynków poddanych renowacji energetycznie i nowych budynków niskoenergetycznych."
  • „2. Możliwość dystrybucji ciepła w sieciach o niskich stratach sieciowych.”
  • „3. Zdolność do recyklingu ciepła ze źródeł niskotemperaturowych i integracji odnawialnych źródeł ciepła, takich jak ciepło słoneczne i geotermalne”.
  • „4. Zdolność do bycia integralną częścią inteligentnych systemów energetycznych (tj. zintegrowanych inteligentnych sieci elektrycznych, gazowych, płynnych i cieplnych), w tym bycia integralną częścią systemów sieci chłodniczej czwartej generacji”.
  • „5. Zdolność do zapewnienia odpowiednich struktur planowania, kosztów i motywacji w odniesieniu do operacji, a także inwestycji strategicznych związanych z przekształceniem w przyszłe zrównoważone systemy energetyczne”.

W porównaniu z poprzednimi generacjami poziomy temperatury zostały obniżone, aby zwiększyć efektywność energetyczną systemu, przy temperaturach po stronie zasilania 70 °C i niższych. Potencjalnymi źródłami ciepła są ciepło odpadowe z przemysłu, elektrociepłownie spalające odpady, elektrownie na biomasę , energia geotermalna i słoneczna ( centralne ogrzewanie słoneczne ), wielkoskalowe pompy ciepła , ciepło odpadowe z celów chłodniczych i centrów danych oraz inne zrównoważone źródła energii. Dzięki tym źródłom energii i magazynowaniu energii cieplnej na dużą skalę , w tym sezonowym magazynowaniu energii cieplnej , oczekuje się, że systemy ciepłownicze czwartej generacji zapewnią elastyczność w zakresie równoważenia wytwarzania energii wiatrowej i słonecznej , na przykład poprzez wykorzystanie pomp ciepła do integracji nadwyżki energii elektrycznej jako ciepła, gdy jest tam to dużo energii wiatrowej lub dostarczanie energii elektrycznej z elektrowni na biomasę, gdy potrzebne jest zasilanie rezerwowe. Dlatego pompy ciepła na dużą skalę są uważane za kluczową technologię dla inteligentnych systemów energetycznych o wysokim udziale energii odnawialnej do 100% i zaawansowanych systemach ciepłowniczych czwartej generacji.

Piąta generacja/zimna sieć ciepłownicza

Schematyczne działanie systemu „zimnego ciepłownictwa”

Sieć ciepłownicza i chłodząca piątej generacji (5GDHC), zwana także zimnym systemem ciepłowniczym , rozprowadza ciepło w temperaturze bliskiej temperatury gruntu: to w zasadzie minimalizuje straty ciepła do gruntu i zmniejsza potrzebę rozległej izolacji. Każdy budynek w sieci wykorzystuje pompę ciepła we własnym pomieszczeniu technicznym, aby pobierać ciepło z obiegu zewnętrznego, gdy potrzebuje ciepła, i używa tej samej pompy ciepła w odwrotnej kolejności, aby odrzucić ciepło, gdy potrzebuje chłodzenia. W okresach jednoczesnego zapotrzebowania na chłodzenie i ogrzewanie pozwala to na wykorzystanie ciepła odpadowego z chłodzenia do pomp ciepła w tych budynkach, które wymagają ogrzewania. Ogólna temperatura w obwodzie otoczenia jest korzystnie kontrolowana przez wymianę ciepła z warstwą wodonośną lub innym źródłem wody o niskiej temperaturze, aby pozostawała w zakresie temperatur od 10°C do 25°C.

Chociaż instalacja orurowania sieci w temperaturze otoczenia gruntu jest tańsza w instalacji na średnicę rury niż we wcześniejszych generacjach, ponieważ nie wymaga tego samego stopnia izolacji dla obwodów rurowych, należy pamiętać, że mniejsza różnica temperatur sieć rur prowadzi do znacznie większych średnic rur niż w poprzednich generacjach. Ze względu na wymóg, aby każdy podłączony budynek w systemach ciepłowniczych i chłodniczych piątej generacji posiadał własną pompę ciepła, system może być wykorzystywany zarówno jako źródło ciepła, jak i radiator dla pompy ciepła, w zależności od tego, czy pracuje w tryb ogrzewania i chłodzenia. Podobnie jak w przypadku poprzednich generacji sieć rurociągów jest infrastrukturą, która zasadniczo zapewnia otwarty dostęp do różnych niskotemperaturowych źródeł ciepła, takich jak ciepło otoczenia, woda z otoczenia z rzek, jezior, morza lub lagun oraz ciepło odpadowe ze źródeł przemysłowych lub handlowych.

Z powyższego opisu jasno wynika, że ​​istnieje zasadnicza różnica między 5GDHC a poprzednimi generacjami sieci ciepłowniczych, szczególnie w zakresie indywidualizacji wytwarzania ciepła. Ten krytyczny system ma znaczący wpływ na porównywanie sprawności różnych generacji, ponieważ indywidualizacja wytwarzania ciepła przenosi porównanie z prostego porównania sprawności systemu dystrybucji do porównania sprawności systemu zasilania, gdzie zarówno sprawność wytwarzania ciepła, jak i należy uwzględnić wydajność systemu dystrybucji.

W nowoczesnym budynku z niskotemperaturowym wewnętrznym systemem dystrybucji ciepła można zainstalować wydajną pompę ciepła dostarczającą ciepło przy 45°C. Starszy budynek z wewnętrznym systemem dystrybucji o wyższej temperaturze, np. z grzejnikami, będzie wymagał wysokotemperaturowej pompy ciepła do dostarczania ciepła.

Większym przykładem sieci ciepłowniczej i chłodniczej piątej generacji jest Mijnwater w Heerlen w Holandii. W tym przypadku wyróżnikiem jest unikalny dostęp do opuszczonej, wypełnionej wodą kopalni węgla w granicach miasta, która zapewnia stabilne źródło ciepła dla systemu.

Sieć piątej generacji („Balanced Energy Network”, BEN) została zainstalowana w 2016 r. w dwóch dużych budynkach London South Bank University w ramach projektu badawczo-rozwojowego.

Wytwarzanie ciepła

Źródła ciepła do wykorzystania w różnych systemach ciepłowniczych to zakłady energetyczne mające na skojarzonej energii (CHP, zwany także kogeneracji), w tym zarówno spalania i elektrowni jądrowych; oraz proste spalanie paliwa kopalnego lub biomasy; ciepło geotermalne; ciepło słoneczne; przemysłowe pompy ciepła, które pobierają ciepło z wody morskiej, wody rzecznej lub jeziornej, ścieków lub ciepła odpadowego z procesów przemysłowych.

Ciepło sieciowe z kogeneracji lub prostego spalania

Podstawowym elementem wielu systemów ciepłowniczych jest kotłownia wyłącznie ciepłownicza . Dodatkowo, kogeneracja jest często dodawana równolegle do kotłów. Obydwa łączy to, że zazwyczaj opierają się na spalaniu pierwotnych nośników energii. Różnica między tymi dwoma systemami polega na tym, że w elektrociepłowni ciepło i energia elektryczna są wytwarzane jednocześnie, podczas gdy w kotłowniach tylko ciepłowniczych wytwarzane jest tylko ciepło.

W przypadku elektrociepłowni na paliwo kopalne, moc cieplna jest zwykle dostosowana do połowy szczytowego zimowego obciążenia cieplnego, ale w ciągu roku będzie dostarczać 90% dostarczonego ciepła. Większość ciepła wytworzonego latem na ogół zostanie zmarnowana. Moc kotła będzie w stanie samodzielnie pokryć całe zapotrzebowanie na ciepło i pokryć awarie w elektrociepłowni. Nie jest ekonomiczne wymiarowanie samej elektrociepłowni, aby móc sprostać pełnemu obciążeniu cieplnemu. W systemie parowym Nowego Jorku jest to około 2,5 GW. Niemcy mają największą ilość CHP w Europie.

Połączenie kogeneracji i ciepłownictwa miejskiego jest bardzo energooszczędne pod względem ekonomicznym, ale emituje CO2 i NO2 na miejscu. Prosta elektrociepłownia może mieć sprawność na poziomie 20–35%, podczas gdy bardziej zaawansowany obiekt z możliwością odzysku ciepła odpadowego może osiągnąć całkowitą sprawność energetyczną na poziomie prawie 80%. Niektóre mogą zbliżyć się do 100% w oparciu o niższą wartość opałową również poprzez kondensację spalin.

Ciepło odpadowe z elektrowni jądrowych jest czasami wykorzystywane do ogrzewania komunalnego. Zasady konwencjonalnego połączenia kogeneracji i ciepłownictwa mają takie same zastosowanie w przypadku elektrowni jądrowych, jak i cieplnych . Rosja posiada kilka kogeneracyjnych elektrowni jądrowych, które łącznie dostarczyły 11,4 PJ ciepła z sieci w 2005 r. Planuje się, że w ciągu dekady rosyjskie ciepłownictwo jądrowe prawie potroi się w miarę budowy nowych elektrowni.

Inne ciepłownictwo jądrowe z elektrociepłowni znajduje się na Ukrainie, w Czechach, na Słowacji, na Węgrzech, w Bułgarii i Szwajcarii, produkując do około 100 MW na elektrownię. Jednym z zastosowań jądrowego wytwarzania ciepła było zamknięcie elektrowni jądrowej Ågesta w Szwecji w 1974 roku.

W Szwajcarii Elektrownia Jądrowa Beznau dostarcza ciepło do około 20 000 osób.

Ciepło z sieci geotermalnej

Historia

Ogrzewanie geotermalne było wykorzystywane w Pompejach iw Chaudes-Aigues od XIV wieku.

Stany Zjednoczone

Bezpośrednie geotermalne systemy ciepłownicze, które wykorzystują zbiorniki geotermalne i rozprowadzają gorącą wodę do wielu budynków do różnych zastosowań, są rzadkością w Stanach Zjednoczonych, ale istnieją w Ameryce od ponad wieku.

W 1890 r. wywiercono pierwsze studnie, aby uzyskać dostęp do źródeł ciepłej wody poza Boise w stanie Idaho. W 1892 r., po doprowadzeniu wody do domów i przedsiębiorstw w okolicy drewnianym rurociągiem, powstał pierwszy geotermalny system ciepłowniczy.

Według badania z 2007 r. w Stanach Zjednoczonych istniały 22 geotermalne systemy ciepłownicze (GDHS). Od 2010 roku dwa z tych systemów zostały wyłączone. Poniższa tabela opisuje 20 GDHS działających obecnie w Ameryce.

Nazwa systemu Miasto Stan Rok uruchomienia Liczba klientów Moc, MWt Wytworzona energia roczna, GWh Temperatura systemu, °F Temperatura systemu, °C
Dzielnica wód ciepłych źródeł Boise NS 1892 275 3,6 8,8 175 79
Instytut Technologii w Oregonie Wodospad Klamath LUB 1964 1 6,2 13,7 192 89
Midland Midland SD 1969 12 0,09 0,2 152 67
Kolegium Południowego Idaho Bliźniacze wodospady NS 1980 1 6,34 14 100 38
Philip Philip SD 1980 7 2,5 5.2 151 66
Źródła Pagosy Źródła Pagosy WSPÓŁ 1982 22 5.1 4,8 146 63
Centrum handlowe Idaho Capital Boise NS 1982 1 3,3 18,7 150 66
Elko Elko NV 1982 18 3,8 6,5 176 80
Miasto Boise Boise NS 1983 58 31,2 19,4 170 77
Warren Estates Reno NV 1983 60 1,1 2,3 204 96
San Bernardino San Bernardino CA 1984 77 12,8 22 128 53
Miasto Wodospadów Klamath Wodospad Klamath LUB 1984 20 4,7 10.3 210 99
Osiedla Manzanita Reno NV 1986 102 3,6 21,2 204 95
Okręg Szkolny Powiatu Ełko Elko NV 1986 4 4,3 4,6 190 88
Gorące źródła Gila Glenwood NM 1987 15 0,3 0,9 140 60
Szpital Weteranów w Fort Boise Boise Boise NS 1988 1 1,8 3,5 161 72
Ranczo Kanaka Rapids Buhl NS 1989 42 1,1 2,4 98 37
Społeczność w poszukiwaniu prawdy Canby CA 2003 1 0,5 1.2 185 85
Bluffdale Bluffdale UT 2003 1 1,98 4,3 175 79
Widok na jezioro Widok na jezioro LUB 2005 1 2,44 3,8 206 97

Ciepło z sieci słonecznej

Instalacja centralnego ogrzewania słonecznego w Marstal , Dania. Pokrywa ponad połowę zużycia ciepła przez Marstal.

W ostatnich latach w Danii i Niemczech rośnie wykorzystanie ciepła słonecznego do ogrzewania miejskiego. Systemy zwykle obejmują międzysezonowe magazynowanie energii cieplnej, aby zapewnić stałą wydajność cieplną z dnia na dzień oraz między latem a zimą. Dobrymi przykładami są Vojens o mocy 50 MW, Dronninglund o mocy 27 MW i Marstal o mocy 13 MW w Danii. Systemy te były stopniowo rozbudowywane, aby zaspokoić od 10% do 40% rocznego zapotrzebowania ich wiosek na ogrzewanie pomieszczeń. Panele solarno-termiczne montuje się na ziemi na polach. Magazyn ciepła to magazyny szybowe, klaster wiertniczy i tradycyjny zbiornik na wodę. W Albercie, Kanada, Drake Landing Solar Community osiągnęła rekordowy światowy 97% roczny udział energii słonecznej na potrzeby ogrzewania, wykorzystując panele słoneczno-termiczne na dachach garaży i magazynowanie ciepła w klastrze otworów wiertniczych.

Pompy ciepła do ciepła sieciowego

W Sztokholmie pierwszą pompę ciepła zainstalowano w 1977 roku, dostarczając ciepło z serwerów IBM. Obecnie moc zainstalowana wynosi około 660 MW ciepła, wykorzystując jako źródła ciepła uzdatnione ścieki, wodę morską, sieci chłodnicze, centra danych i sklepy spożywcze. Innym przykładem jest projekt ciepłowniczy Drammen Fjernvarme w Norwegii, który wytwarza 14 MW z wody o temperaturze zaledwie 8 °C. Zademonstrowano przemysłowe pompy ciepła jako źródła ciepła dla sieci ciepłowniczych. Wśród sposobów wykorzystania przemysłowych pomp ciepła są:

  1. Jako główne źródło obciążenia podstawowego, w którym woda z niskogatunkowego źródła ciepła, np. rzeki, fiordu, centrum danych , wylotu elektrowni, wylotu oczyszczalni ścieków (wszystkie zwykle między 0 ˚C a 25 ˚C), jest zwiększana do temperatura sieci zwykle od 60 ˚C do 90 ˚C przy użyciu pomp ciepła . Urządzenia te, choć zużywają energię elektryczną, oddadzą moc cieplną od 3 do 6 razy większą niż ilość zużywanej energii elektrycznej. Przykładem systemu miejskiego wykorzystującego pompę ciepła do pozyskiwania ciepła ze ścieków nieoczyszczonych jest Oslo w Norwegii o mocy cieplnej 18 MW (cieplnej).
  2. Jako sposób na odzyskanie ciepła z pętli chłodzącej elektrowni w celu zwiększenia poziomu odzysku ciepła z gazów spalinowych (ponieważ rura powrotna ciepłowni jest teraz chłodzona przez pompę ciepła) lub poprzez schłodzenie zamkniętej pętli pary i sztuczne obniżenie ciśnienie skraplania, a tym samym zwiększenie wydajności wytwarzania energii elektrycznej.
  3. Jako środek chłodzący płyn roboczy płuczący gazy spalinowe (zwykle woda) od temperatury po wtrysku 60˚C do temperatury przed wtryskiem 20˚C. Ciepło jest odzyskiwane za pomocą pompy ciepła i może być sprzedawane i wtłaczane po stronie sieciowej obiektu w znacznie wyższej temperaturze (np. około 80 ˚C).
  4. Tam, gdzie sieć osiągnęła przepustowość, duże indywidualne odbiory mogą być odłączone od gorącej rury zasilającej, powiedzmy 80 C i podłączone do rury powrotnej, np. w 40 ˚C. Dodając lokalnie pompę ciepła do tego użytkownika, rura 40 ˚C jest dalej chłodzona (ciepło jest dostarczane do parownika pompy ciepła). Wyjście z pompy ciepła jest wtedy dedykowaną pętlą dla użytkownika o temperaturze od 40˚C do 70˚C. W związku z tym całkowita przepustowość sieci uległa zmianie, ponieważ całkowita różnica temperatur pętli zmieniała się od 80–40 ˚C do 80 ˚C–x (x oznacza wartość mniejszą niż 40 ˚C).

Pojawiły się obawy dotyczące wykorzystania fluorowęglowodorów jako płynu roboczego (czynnika chłodniczego) w dużych pompach ciepła. Chociaż wycieków zwykle nie mierzy się, ogólnie podaje się, że jest stosunkowo niski, na przykład 1% (w porównaniu do 25% w przypadku systemów chłodzenia supermarketów). 30-megawatowa pompa ciepła może zatem przeciekać (rocznie) około 75 kg R134a lub innego płynu roboczego. Biorąc pod uwagę wysoki potencjał globalnego ocieplenia niektórych HFC, może to równać się ponad 800 000 kilometrów (500 000 mil) podróży samochodem rocznie.

Jednak ostatnie postępy techniczne umożliwiają stosowanie naturalnych czynników chłodniczych do pomp ciepła, które mają bardzo niski współczynnik ocieplenia globalnego (GWP). Czynnik chłodniczy CO2 (R744, GWP=1) lub amoniak (R717, GWP=0) również mają tę zaletę, w zależności od warunków pracy, że skutkują wyższą wydajnością pompy ciepła niż konwencjonalne czynniki chłodnicze. Przykładem jest sieć ciepłownicza o mocy 14 MW (termiczna) w Drammen w Norwegii, która jest zasilana przez pompy ciepła na wodę morską na czynnik chłodniczy R717 i działa od 2011 roku. w 65 °C). Ciepło jest pozyskiwane z wody morskiej (z głębokości 60 stóp (18 m)) o temperaturze od 8 do 9 °C przez cały rok, co daje średni współczynnik wydajności (COP) około 3,15. W tym procesie woda morska jest schładzana do 4 °C; jednak ten zasób nie jest wykorzystywany. W systemie okręgowym, w którym schłodzoną wodę można wykorzystać do klimatyzacji, efektywny COP byłby znacznie wyższy.

W przyszłości przemysłowe pompy ciepła będą dalej dekarbonizowane poprzez wykorzystanie z jednej strony nadwyżki odnawialnej energii elektrycznej (w przeciwnym razie rozlanej w wyniku zaspokojenia zapotrzebowania sieci) z wiatru, słońca itp., a z drugiej strony poprzez wytwarzanie więcej odnawialnych źródeł ciepła (ciepło jezior i oceanów, energia geotermalna itp.). Ponadto można oczekiwać wyższej sprawności dzięki pracy w sieci wysokiego napięcia.

Nadmiar odnawialnej energii elektrycznej dla ciepła sieciowego

W krajach europejskich, takich jak Niemcy i Dania, przechodzących na bardzo wysoki poziom (odpowiednio 80% i 100% do 2050 r.) energii odnawialnej dla wszystkich zastosowań energii, będą narastały okresy nadmiernej produkcji odnawialnej energii elektrycznej. Magazynowanie tej energii jako potencjalnej energii elektrycznej (np. pompowanej wody) jest bardzo kosztowne i zmniejsza całkowitą wydajność w obie strony. Jednak magazynowanie go jako ciepła w systemach ciepłowniczych do wykorzystania w budynkach, w których istnieje zapotrzebowanie, jest znacznie mniej kosztowne. Podczas gdy jakość energii elektrycznej jest pogorszona, pompy ciepła o wielkości MW z sieciami wysokiego napięcia zmaksymalizowałyby wydajność, nie marnując nadmiaru odnawialnej energii elektrycznej. Takie sprzężenie sektora elektroenergetycznego z sektorem ciepłowniczym ( Power-to-X ) jest uważane za kluczowy czynnik dla systemów energetycznych o wysokim udziale energii odnawialnej, ponieważ pozwala na wykorzystanie magazynowania głównie w postaci taniego magazynowania ciepła. W związku z tym można zminimalizować wykorzystanie dość drogich magazynów energii elektrycznej, ponieważ ciepłownictwo bilansuje zmienną produkcję odnawialnych źródeł energii z elastycznymi obciążeniami i magazynowaniem ciepła. Sztokholm posiada obecnie około 660 MW pomp ciepła podłączonych do swojego systemu ciepłowniczego.

Akumulatory i magazynowanie ciepła

Wieża akumulacyjna sieci ciepłowniczej z Theiss koło Krems an der Donau w Dolnej Austrii o mocy cieplnej 2 gigawatogodzin (7,2 TJ)

Coraz większe magazyny ciepła są wykorzystywane w sieciach ciepłowniczych w celu maksymalizacji wydajności i zysków finansowych. Pozwala to na pracę jednostek kogeneracyjnych w okresach maksymalnej taryfy elektrycznej, przy czym produkcja energii elektrycznej ma znacznie wyższe stopy zwrotu niż produkcja ciepła, jednocześnie magazynując nadwyżkę produkcji ciepła. Umożliwia również gromadzenie ciepła słonecznego latem i redystrybucję poza sezonem w bardzo dużych, ale stosunkowo tanich izolowanych w gruncie zbiornikach lub systemach odwiertów. Oczekiwana strata ciepła w izolowanym stawie 203 000 m³ w Vojens wynosi około 8%.

Dystrybucja ciepła

Tunel dla rur cieplnych między Rigshospitalet i Amagerværket w Danii
Izolowane rury łączące nowy budynek z ogólnokampusowym systemem ciepłowniczym i elektroenergetycznym na terenie kampusu
Rura ciepłownicza w Tybindze , Niemcy
Węzeł ciepłowniczy o mocy cieplnej 700 kW izolujący obieg wodny sieci ciepłowniczej i instalacji centralnego ogrzewania klienta

Po wytworzeniu ciepło rozprowadzane jest do klienta siecią izolowanych rur . Systemy ciepłownicze składają się z linii zasilających i powrotnych. Zazwyczaj rury są instalowane pod ziemią, ale zdarzają się również systemy z rurami nadziemnymi. W ramach systemu można zainstalować zasobniki ciepła, aby wyrównać zapotrzebowanie na obciążenia szczytowe.

Powszechnym medium używanym do dystrybucji ciepła jest woda lub woda przegrzana , ale także para wodna . Zaletą pary jest to, że oprócz celów grzewczych może być wykorzystywana w procesach przemysłowych ze względu na wyższą temperaturę. Wadą pary jest większa utrata ciepła z powodu wysokiej temperatury. Również sprawność cieplna elektrociepłowni jest znacznie niższa, jeśli medium chłodzącym jest para wysokotemperaturowa, co zmniejsza wytwarzanie energii elektrycznej. Oleje do wymiany ciepła generalnie nie są wykorzystywane w ciepłownictwie, chociaż mają wyższą pojemność cieplną niż woda, ponieważ są drogie i stwarzają problemy środowiskowe.

Na poziomie klienta sieć cieplna jest zwykle podłączona do systemu centralnego ogrzewania mieszkań poprzez wymienniki ciepła ( węzły cieplne ): płyny robocze obu sieci (zazwyczaj woda lub para) nie mieszają się. Jednak w systemie Odense stosowane jest połączenie bezpośrednie .

Typowa roczna strata energii cieplnej w dystrybucji wynosi około 10%, jak widać w norweskiej sieci ciepłowniczej.

Pomiar ciepła

Ilość ciepła dostarczanego klientom jest często rejestrowana za pomocą ciepłomierza, aby zachęcić do konserwacji i zmaksymalizować liczbę klientów, których można obsłużyć, ale takie liczniki są drogie. Ze względu na koszt pomiaru ciepła alternatywnym podejściem jest po prostu opomiarowanie wody – wodomierze są znacznie tańsze niż ciepłomierze i mają tę zaletę, że zachęcają konsumentów do pobierania jak największej ilości ciepła, co prowadzi do bardzo niskiej temperatury powrotu, co zwiększa sprawność wytwarzania energii.

Wiele systemów zostało zainstalowanych w warunkach gospodarki socjalistycznej (jak w byłym bloku wschodnim ), w której brakowało pomiaru ciepła i możliwości dostosowania dostaw ciepła do każdego mieszkania. Doprowadziło to do dużej nieefektywności — użytkownicy musieli po prostu otwierać okna, gdy było za gorąco — marnując energię i minimalizując liczbę klientów, z którymi można się połączyć.

Rozmiar systemów

Systemy ciepłownicze mogą różnić się wielkością. Niektóre systemy obejmują całe miasta, takie jak Sztokholm czy Flensburg , wykorzystując sieć dużych rur pierwotnych o średnicy 1000 mm połączonych z rurami wtórnymi – np. o średnicy 200 mm, które z kolei łączą się z rurami trzeciorzędnymi, które mogą mieć średnicę 25 mm i mogą łączyć się z 10 do 50 domów.

Niektóre systemy ciepłownicze mogą być zwymiarowane tylko w celu zaspokojenia potrzeb małej wioski lub obszaru miasta, w którym to przypadku potrzebne będą tylko rury wtórne i trzeciorzędowe.

Niektóre programy mogą być zaprojektowane tak, aby obsługiwać tylko ograniczoną liczbę mieszkań, od około 20 do 50 domów, w którym to przypadku potrzebne są tylko rury trzeciorzędowe.

Plusy i minusy

Sieci ciepłownicze mają różne zalety w porównaniu z indywidualnymi systemami grzewczymi. Zwykle ciepłownictwo jest bardziej efektywne energetycznie dzięki jednoczesnej produkcji ciepła i energii elektrycznej w elektrociepłowniach . Dodatkową korzyścią jest zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych . Większe jednostki spalania mają również bardziej zaawansowane oczyszczanie spalin niż systemy jednokotłowe. W przypadku nadwyżki ciepła z przemysłu, systemy ciepłownicze nie wykorzystują dodatkowego paliwa, ponieważ odzyskują ciepło, które w przeciwnym razie zostałoby rozproszone do środowiska.

Ciepłownictwo wymaga długoterminowego zaangażowania finansowego, które słabo pasuje do krótkoterminowego zwrotu z inwestycji. Korzyści dla społeczności to uniknięcie kosztów energii poprzez wykorzystanie nadwyżki i marnowanej energii cieplnej oraz zmniejszenie inwestycji w indywidualne urządzenia grzewcze gospodarstw domowych lub budynków. Sieci ciepłownicze, kotłownie czy elektrociepłownie wymagają wysokich początkowych nakładów inwestycyjnych i finansowania. Tylko jeśli zostaną uznane za inwestycje długoterminowe, przełożą się na rentowną działalność dla właścicieli systemów ciepłowniczych lub operatorów elektrociepłowni. Ciepłownictwo jest mniej atrakcyjne na obszarach o niskiej gęstości zaludnienia, ponieważ inwestycja na gospodarstwo domowe jest znacznie wyższa. Jest też mniej atrakcyjna w obszarach wielu małych budynków; np. domy wolnostojące niż na terenach o mniejszej liczbie większych budynków; np. bloki mieszkalne, bo każde podłączenie do domu jednorodzinnego jest dość drogie.

Indywidualne systemy grzewcze mogą być całkowicie wyłączane z przerwami w zależności od lokalnego zapotrzebowania na ciepło, co nie ma miejsca w przypadku sieci ciepłowniczej.

Własność, kwestie monopolistyczne i struktury opłat

W wielu przypadkach duże systemy ciepłownicze i ciepłownicze należą do jednego podmiotu. Tak było zazwyczaj w krajach starego bloku wschodniego. Jednak w przypadku wielu systemów własność elektrociepłowni jest oddzielona od części zużywającej ciepło.

Przykładem jest Warszawa, która ma taki podział własności, gdzie PGNiG Termika jest właścicielem jednostki kogeneracyjnej, Veolia jest właścicielem 85% dystrybucji ciepła, reszta dystrybucji ciepła należy do gminy i pracowników. Podobnie wszystkie duże systemy CHP/CH w Danii są podzielone na własność.

Szwecja stanowi alternatywny przykład deregulacji rynku ogrzewania. W Szwecji najczęściej zdarza się, że własność sieci ciepłowniczej nie jest oddzielona od własności elektrociepłowni, sieci chłodniczej lub scentralizowanych pomp ciepła. Istnieją również przykłady, w których konkurencja zrodziła sieci równoległe i sieci połączone, w których współpracuje wiele mediów.

W Wielkiej Brytanii pojawiły się skargi, że przedsiębiorstwa ciepłownicze mają zbyt duży monopol i są niewystarczająco uregulowane, o czym branża zdaje sobie sprawę, i podjęła kroki w celu poprawy doświadczeń konsumentów poprzez stosowanie kart klienta, jak określono w Zaufanie ciepła. Niektórzy klienci podejmują kroki prawne przeciwko dostawcy za wprowadzenie w błąd i nieuczciwy handel, twierdząc, że ciepłownictwo nie zapewnia oszczędności obiecanych przez wielu dostawców ciepła.

Odmiana krajowa

Ponieważ warunki w różnych miastach są różne, każdy system ciepłowniczy jest wyjątkowy. Ponadto poszczególne kraje mają różny dostęp do pierwotnych nośników energii, a zatem mają inne podejście do rozwiązywania problemów związanych z rynkami grzewczymi w swoich granicach.

Europa

Od 1954 r. ciepłownictwo jest promowane w Europie przez Euroheat & Power. Opracowali analizę rynków ciepłowniczych i chłodniczych w Europie w ramach projektu Ecoheatcool wspieranego przez Komisję Europejską . Odrębne badanie, zatytułowane Heat Roadmap Europe, wskazuje, że ciepłownictwo może obniżyć ceny energii w Unii Europejskiej do 2050 roku. Ramy prawne w państwach członkowskich Unii Europejskiej są obecnie pod wpływem unijnej dyrektywy CHP .

Kogeneracja w Europie

UE aktywnie włączyła kogenerację do swojej polityki energetycznej poprzez dyrektywę CHP . We wrześniu 2008 r. podczas przesłuchania w Parlamencie Europejskim Intergrupy ds. Mieszkań Miejskich cytowany jest komisarz ds. energii Andris Piebalgs, który powiedział: „Bezpieczeństwo dostaw naprawdę zaczyna się od efektywności energetycznej”. Efektywność energetyczna i kogeneracja zostały uwzględnione w początkowych paragrafach Dyrektywy Kogeneracyjnej Unii Europejskiej 2004/08/WE. Niniejsza dyrektywa ma na celu wspieranie kogeneracji i ustanowienie metody obliczania zdolności kogeneracyjnych w poszczególnych krajach. Rozwój kogeneracji był na przestrzeni lat bardzo nierównomierny i był zdominowany przez ostatnie dziesięciolecia przez uwarunkowania krajowe.

Jako całość Unia Europejska wytwarza obecnie 11% swojej energii elektrycznej z kogeneracji, oszczędzając Europie około 35 Mtoe rocznie. Istnieją jednak duże różnice między państwami członkowskimi, a oszczędności energii wahają się od 2% do 60%. Europa ma trzy kraje o najbardziej intensywnych gospodarkach kogeneracyjnych na świecie: Danię, Holandię i Finlandię.

Inne kraje europejskie również dokładają wszelkich starań, aby zwiększyć swoją efektywność. Niemcy informują, że ponad 50% całkowitego zapotrzebowania na energię elektryczną w kraju może być zaspokojone przez kogenerację. Niemcy wyznaczyły sobie cel podwojenia produkcji energii elektrycznej w kogeneracji z 12,5% do 25% do 2020 r. i uchwaliły odpowiednie przepisy w „Federalnym Ministerstwie Gospodarki i Technologii” (BMWi), Niemcy, sierpień 2007 r. aktywnie wspierające ciepłownictwo. W świetle celu Wielkiej Brytanii, jakim jest osiągnięcie 80% redukcji emisji dwutlenku węgla do 2050 r., rząd wyznaczył cel, aby do 2010 r. pozyskiwać co najmniej 15% rządowej energii elektrycznej z CHP. wsparcie dotacyjne, lepsze ramy regulacyjne oraz przywództwo i partnerstwo rządu.

Zgodnie z modelowaniem rozwoju kogeneracji IEA 2008 dla krajów G8, ekspansja kogeneracji tylko we Francji, Niemczech, Włoszech i Wielkiej Brytanii skutecznie podwoiłaby istniejące oszczędności paliwa pierwotnego do 2030 r. Zwiększyłoby to oszczędności w Europie z dzisiejszych 155 TWh do 465 TWh w 2030 r. Spowodowałoby to również wzrost o 16% do 29% całkowitej energii elektrycznej wytwarzanej w kogeneracji w każdym kraju do 2030 r.

Rządy są wspierane w swoich przedsięwzięciach związanych z CHP przez organizacje takie jak COGEN Europe, które służą jako centrum informacyjne dla najnowszych aktualizacji europejskiej polityki energetycznej. COGEN to europejska organizacja parasolowa reprezentująca interesy przemysłu kogeneracyjnego, użytkowników technologii i promująca jej korzyści w UE i szerzej pojętej Europie. Stowarzyszenie jest wspierane przez kluczowych graczy w branży, w tym firmy gazowe i elektryczne, ESCO, dostawców sprzętu, firmy konsultingowe, krajowe organizacje promocyjne, firmy finansowe i inne firmy usługowe.

Strategia energetyczna UE z 2016 r. sugeruje zwiększone wykorzystanie sieci ciepłowniczych.

Austria

Ciepłownia Steyr to elektrociepłownia odnawialna, w której do wytwarzania energii elektrycznej wykorzystuje się zrębki drzewne

Największy system ciepłowniczy w Austrii znajduje się w Wiedniu (Fernwärme Wien) – z wieloma mniejszymi systemami rozmieszczonymi na terenie całego kraju.

Ciepłownictwo w Wiedniu jest zarządzane przez Wien Energie. W roku obrotowym 2004/2005 sprzedano łącznie 5,163 GWh, 1,602 GWh do 251 224 mieszkań i domów prywatnych oraz 3,561 GWh do 5211 dużych odbiorców. Trzy duże spalarnie odpadów komunalnych zapewniają 22% całkowitej produkcji 116 GWh energii elektrycznej i 1220 GWh ciepła. Ciepło odpadowe z elektrowni miejskich i dużych zakładów przemysłowych stanowi 72% całości. Pozostałe 6% wytwarzane jest przez kotły szczytowe z paliw kopalnych. Elektrownia opalana biomasą produkuje ciepło od 2006 roku.

W pozostałej części Austrii nowsze ciepłownie są budowane jako instalacje na biomasę lub jako elektrociepłownie na biomasę, takie jak ciepłownia na biomasę w Mödling lub ciepłownia na biomasę w Baden .

Większość starszych systemów ciepłowniczych opalanych paliwami kopalnymi posiada akumulator ciepła , dzięki czemu możliwe jest wytwarzanie energii cieplnej tylko wtedy, gdy cena energii elektrycznej jest wysoka.

Belgia

Belgia ma ogrzewanie miejskie w wielu miastach. Największy system znajduje się we flamandzkim mieście Gandawa , sieć rurociągów tej elektrowni ma 22 km długości. System sięga 1958 roku.

Bułgaria

Bułgaria posiada centralne ogrzewanie w kilkunastu miastach i miasteczkach. Największy system znajduje się w stolicy Sofii , gdzie znajdują się cztery elektrownie (dwie elektrociepłownie i dwie kotłownie ) dostarczające ciepło do większości miasta. System sięga 1949 roku.

Republika Czeska

Największy system ciepłowniczy w Czechach znajduje się w Pradze, którego właścicielem i operatorem jest Pražská teplárenská, obsługując 265 000 gospodarstw domowych i sprzedając ok. 200 tys. 13 PJ ciepła rocznie. Większość ciepła wytwarzana jest w rzeczywistości jako ciepło odpadowe w oddalonej o 30 km elektrowni cieplnej w Mělníku . Istnieje wiele mniejszych systemów centralnego ogrzewania rozsianych po całym kraju, w tym wykorzystanie ciepła odpadowego, spalarnie odpadów komunalnych oraz ciepłownie .

Dania

W Danii ciepłownictwo miejskie obejmuje ponad 64% ogrzewania pomieszczeń i podgrzewania wody . W 2007 roku 80,5% tego ciepła pochodziło z elektrociepłowni . Ciepło odzyskane ze spalania odpadów stanowiło 20,4% całkowitej duńskiej produkcji ciepła sieciowego. W 2013 roku Dania sprowadziła 158 000 ton odpadów do spalenia. Większość dużych miast w Danii posiada duże sieci ciepłownicze, w tym sieci przesyłowe działające przy ciśnieniu do 125°C i ciśnieniu 25 bar oraz sieci dystrybucyjne działające przy ciśnieniu do 95°C i ciśnieniu od 6 do 10 barów. Największy system ciepłowniczy w Danii znajduje się w rejonie Kopenhagi, zarządzany przez CTR I/S i VEKS I/S. W centrum Kopenhagi sieć CTR obsługuje 275 000 gospodarstw domowych (90-95% populacji tego obszaru) poprzez sieć 54 km podwójnych rur dystrybucyjnych sieci ciepłowniczych, zapewniających szczytową moc 663 MW, z których część jest połączona z siecią chłodzenia . Cena konsumenta ciepła z CTR wynosi około 49 euro za MWh plus podatki (2009). Kilka miast posiada centralne ogrzewanie słoneczne z różnymi rodzajami magazynowania energii cieplnej .

Na duńskiej wyspie Samsø znajdują się trzy zakłady opalane słomą produkujące ciepło z sieci miejskiej.

Finlandia

W Finlandii ciepłownictwo stanowi około 50% całego rynku ogrzewania, z czego 80% jest produkowane przez elektrociepłownie. Ponad 90% bloków mieszkalnych, ponad połowa wszystkich domów szeregowych oraz większość budynków użyteczności publicznej i lokali użytkowych jest podłączona do miejskiej sieci ciepłowniczej. Gaz ziemny jest wykorzystywany głównie w południowo-wschodniej sieci gazociągów, węgiel importowany jest wykorzystywany na obszarach w pobliżu portów, a torf na obszarach północnych, gdzie torf jest surowcem naturalnym. Odnawialne źródła energii, takie jak wióry drzewne i inne przemysłu papierniczego palności materiałów ubocznych, są również, jak energia odzyskana przez spalanie od miejskich odpadów stałych . Jednostki przemysłowe, które wytwarzają ciepło jako przemysłowy produkt uboczny, mogą w inny sposób sprzedawać ciepło odpadowe do sieci, a nie uwalniać je do środowiska. Nadmiar ciepła i energii elektrycznej z kotłów odzysknicowych celulozowni jest istotnym źródłem w miastach celulozowni. W niektórych miastach spalanie odpadów może stanowić nawet 8% zapotrzebowania na ciepło sieciowe. Dostępność wynosi 99,98%, a zakłócenia, gdy już wystąpią, zwykle obniżają temperaturę tylko o kilka stopni.

W Helsinkach podziemne centrum danych obok pałacu prezydenta uwalnia nadmiar ciepła do sąsiednich domów, wytwarzając ciepło wystarczające do ogrzania około 500 dużych domów.

Niemcy

W Niemczech ciepłownictwo miejskie ma około 14% udział w rynku w sektorze budynków mieszkalnych. Podłączone obciążenie cieplne wynosi około 52 729 MW. Ciepło pochodzi głównie z elektrociepłowni (83%). Kotły tylko do ogrzewania dostarczają 16%, a 1% to nadwyżka ciepła z przemysłu. Elektrociepłownie wykorzystują jako paliwo gaz ziemny (42%), węgiel (39%), węgiel brunatny (12%) oraz odpady/inne (7%).

Największa sieć ciepłownicza znajduje się w Berlinie, podczas gdy największa dyfuzja sieci ciepłowniczej występuje we Flensburgu z około 90% udziałem w rynku. W Monachium około 70% produkowanej energii elektrycznej pochodzi z ciepłowni miejskich.

Ciepłownictwo ma w Niemczech raczej niewielkie ramy prawne. Nie ma tego prawa, ponieważ większość elementów sieci ciepłowniczych jest regulowana w zarządzeniu rządowym lub regionalnym. Nie ma rządowego wsparcia dla sieci ciepłowniczych, ale prawo wspierające elektrownie kogeneracyjne. Ponieważ w Unii Europejskiej wejdzie w życie dyrektywa CHP , ustawa ta prawdopodobnie wymaga pewnego dostosowania.

Grecja

Grecja posiada centralne ogrzewanie głównie w prowincji Macedonii Zachodniej, Macedonii Środkowej i prowincji Peloponez . Największym systemem jest miasto Ptolemaida , gdzie znajduje się pięć elektrowni ( w szczególności elektrociepłownie lub TPS) zaopatrujących w ciepło większość największych miast tego obszaru oraz niektóre wsie. Pierwsza mała instalacja odbyła Ptolemaidy w 1960 roku, oferując ogrzewanie do Proastio miejscowości Eordaja użyciu TPS z Ptolemaidy. Obecnie instalacje ciepłownicze są również dostępne w Kozani , Ptolemaida , Amyntaio , Philotas , Serres i Megalopolis z wykorzystaniem pobliskich elektrowni. Elektrownia w Serres to wysokosprawna elektrociepłownia wykorzystująca gaz ziemny, podczas gdy węgiel jest podstawowym paliwem dla wszystkich innych sieci ciepłowniczych.

Odwiert geotermalny na zewnątrz elektrowni w Reykjaviku.

Węgry

Według spisu z 2011 r. na Węgrzech było 607 578 mieszkań (15,5% wszystkich) z ogrzewaniem miejskim , głównie z paneli w miastach. Największy miejski system ciepłowniczy zlokalizowany w Budapeszcie , należący do gminy Főtáv Zrt. („Metropolitan Teleheating Company”) dostarcza ciepło i ciepłą wodę z rurociągów dla 238 000 gospodarstw domowych i 7 000 firm.

Islandia

Z 95% wszystkich mieszkań (głównie w stolicy Reykjaviku ) korzystających z usług ciepłowniczych – głównie z energii geotermalnej , Islandia jest krajem o największej penetracji sieci ciepłowniczej.

Większość energii cieplnej w Islandii pochodzi z trzech elektrowni geotermalnych, produkujących ponad 800 MWth:

  • Elektrociepłownia Svartsengi (CHP)
  • Elektrociepłownia Nesjavellir
  • Elektrociepłownia Hellisheiði

Irlandia

Instrument Dublin Waste-to-Energy dostarczy cieplny do 50.000 domów w Poolbeg i okolic. Niektóre istniejące osiedla mieszkaniowe w North Docklands zostały zbudowane w celu przestawienia na ogrzewanie miejskie – obecnie wykorzystujące znajdujące się na miejscu kotły gazowe – a w tunelu Liffey Service Tunnel znajdują się rury, które łączą je ze spalarnią lub innymi źródłami ciepła odpadowego w okolicy.

Tralee w hrabstwie Kerry posiada system ciepłowniczy o mocy 1 MW dostarczający ciepło do kompleksu mieszkalnego, mieszkań chronionych dla osób starszych, biblioteki i ponad 100 domów jednorodzinnych. System zasilany jest lokalnie produkowanymi zrębkami drzewnymi.

W opactwie Glenstal w hrabstwie Limerick istnieje system ogrzewania oparty na stawie o mocy 150 kW dla szkoły.

Schemat wykorzystania ciepła odpadowego z centrum danych Amazon Web Services w Tallaght ma na celu ogrzewanie 1200 jednostek i budynków komunalnych

Włochy

Elektrociepłownia kogeneracyjna w Ferrera Erbognone ( PV ), Włochy

We Włoszech w niektórych miastach ( Bergamo , Brescia , Cremona , Bolzano , Verona , Ferrara , Imola , Modena , Reggio Emilia , Terlan , Turyn , Parma , Lodi , a obecnie Mediolan ) stosowane są sieci ciepłownicze . Ciepłownictwo Turynu jest największym w kraju i zaopatruje 550.000 ludzi (62% całej populacji miasta).

Łotwa

Na Łotwie z sieci ciepłowniczych korzystają duże miasta, takie jak Ryga , Daugavpils , Lipawa , Jelgava . Pierwszy system ciepłowniczy został zbudowany w Rydze w 1952 roku. Każde większe miasto posiada lokalną firmę odpowiedzialną za wytwarzanie, administrację i utrzymanie systemu ciepłowniczego.

Holandia

Ciepło sieciowe jest wykorzystywane w Rotterdamie , Amsterdamie i Almere, a więcej oczekuje się, że rząd nakazał odejście od gazu ziemnego we wszystkich domach w kraju do 2050 roku. Miasto Heerlen rozwinęło sieć wykorzystującą wodę w nieczynnych kopalniach węgla jako źródło i przechowywania na ciepło i zimno. To dobry przykład sieci grzewczo-chłodzącej piątej generacji

Macedonia Północna

Ogrzewanie miejskie jest dostępne tylko w Skopje. Balkan Energy Group (BEG) obsługuje trzy zakłady produkcyjne ciepłownictwa, które obejmują większość sieci i dostarczają ciepło do około 60 000 gospodarstw domowych w Skopje, ponad 80 budynków w sektorze edukacyjnym (szkoły i przedszkola) i ponad 1000 innych konsumentów (głównie handlowy). Trzy zakłady produkcyjne BEG wykorzystują jako źródło paliwa gaz ziemny. Istnieje również jedna elektrociepłownia TE-TO AD Skopje produkująca ciepło dostarczane do systemu ciepłowniczego Skopje. Udział kogeneracji w produkcji ciepłowniczej wyniósł w 2017 r. 47%. Dystrybucją i dostawą ciepła sieciowego zajmują się spółki należące do BEG.

Norwegia

W Norwegii ciepłownictwo stanowi jedynie około 2% zapotrzebowania na energię do ogrzewania. To bardzo niska liczba w porównaniu z podobnymi krajami. Jednym z głównych powodów niskiej penetracji sieci ciepłowniczych w Norwegii jest dostęp do taniej energii elektrycznej z elektrowni wodnych, a 80% prywatnego zużycia energii elektrycznej przeznacza się na ogrzewanie pomieszczeń i wody. Jednak w większych miastach istnieje ogrzewanie miejskie.

Polska

W 2009 roku 40% polskich gospodarstw domowych korzystało z sieci ciepłowniczej, większość z nich na terenach miejskich. Ciepło dostarczane jest przede wszystkim przez elektrociepłownie, które w większości spalają węgiel kamienny. Największy system ciepłowniczy znajduje się w Warszawie, którego właścicielem i operatorem jest Veolia Warszawa, dystrybuujący ok. 6 tys. 34 PJ rocznie.

Rumunia

Największy system ciepłowniczy w Rumunii znajduje się w Bukareszcie . Należąca i zarządzana przez RADET dystrybuuje około 24 PJ rocznie, obsługując 570 000 gospodarstw domowych. Odpowiada to 68% całkowitego zapotrzebowania na ciepło w Bukareszcie (RADET zaspokaja kolejne 4% dzięki systemom kotłowym w pojedynczych budynkach, co daje łącznie 72%).

Rosja

W większości rosyjskich miast elektrociepłownie na poziomie dzielnic ( ТЭЦ, теплоэлектроцентраль ) wytwarzają ponad 50% krajowej energii elektrycznej i jednocześnie dostarczają ciepłą wodę do sąsiednich bloków miejskich. Do kogeneracji ciepła wykorzystują głównie turbiny parowe zasilane węglem i gazem . Obecnie projekty turbin gazowych o cyklu kombinowanym również zaczynają być szeroko stosowane.

Serbia

W Serbii ogrzewanie miejskie jest wykorzystywane w głównych miastach, zwłaszcza w stolicy, Belgradzie . Pierwsza ciepłownia miejska została zbudowana w 1961 roku jako środek do efektywnego ogrzewania nowo wybudowanych przedmieść Novi Beograd . Od tego czasu zbudowano liczne zakłady, aby ogrzać stale rozwijające się miasto. Jako paliwo wykorzystują gaz ziemny, ponieważ ma on mniejszy wpływ na środowisko. System ciepłowniczy Belgradu posiada 112 źródeł ciepła o mocy 2454 MW, ponad 500 km rurociągów i 4365 stacji przyłączeniowych, zapewniających ciepło dla 240 000 mieszkań i 7500 budynków biurowych/komercyjnych o łącznej powierzchni przekraczającej 17 000 000 metrów kwadratowych.

Słowacja

Scentralizowany system grzewczy na Słowacji pokrywa ponad 54% całkowitego zapotrzebowania na ciepło. W 2015 roku około 1,8 miliona obywateli, czyli 35% całej populacji Słowacji, było obsługiwanych przez sieć ciepłowniczą. Infrastrukturę budowano głównie w latach 60. i 80. XX wieku. W ostatnich latach poczyniono duże inwestycje mające na celu zwiększenie udziału odnawialnych źródeł energii i efektywności energetycznej w systemach ciepłowniczych. Produkcja ciepła pochodzi głównie ze źródeł gazu ziemnego i biomasy, a 54% ciepła w ciepłownictwie pochodzi z kogeneracji. System dystrybucji składa się z 2800 km rur. Ciepła i gorąca woda są najczęstszymi nośnikami ciepła, ale starszy wysokociśnieniowy transport pary nadal stanowi około jednej czwartej dystrybucji pierwotnej, co powoduje większe straty w systemie. Pod względem struktury rynku w 2016 r. koncesjonowanych na wytwarzanie i/lub dystrybucję ciepła było 338 dostawców ciepła, z czego 87% stanowili zarówno wytwórcy, jak i dystrybutorzy. Większość z nich to małe firmy, które działają w jednej gminie, ale na rynku obecne są również duże firmy, takie jak Veolia. Państwo jest właścicielem i operatorem dużych elektrociepłowni wytwarzających ciepło i energię elektryczną w sześciu miastach (Bratysława, Koszyce, Żylina, Trnava, Zvolen i Martin). W jednym mieście może działać wiele firm, co ma miejsce w większych miastach. Duża część ciepłownictwa jest wytwarzana przez małe kotły na gaz ziemny podłączone do bloków budynków. W 2014 r. prawie 40% całkowitej produkcji ciepłowniczej pochodziło z kotłów na gaz ziemny innych niż kogeneracja.

Szwecja

Szwecja ma długą tradycję korzystania z sieci ciepłowniczych na obszarach miejskich. Według szwedzkiego stowarzyszenia ciepłownictwa, w 2015 r. około 60% domów w Szwecji (prywatnych i komercyjnych) było ogrzewanych przez sieć ciepłowniczą. Miasto Växjö zmniejszyło zużycie paliw kopalnych o 30% w latach 1993-2006 i miało na celu zmniejszenie o 50% do 2010 roku. Miało to zostać osiągnięte głównie za pomocą teleogrzewania opalanego biomasą. Innym przykładem jest zakład w Enköping , łączący wykorzystanie plantacji o krótkiej rotacji zarówno na paliwo, jak i na fitoremediację.

47% ciepła wytwarzanego w szwedzkich systemach teleogrzewania jest produkowane z odnawialnych źródeł bioenergii , a także 16% w zakładach przetwarzania odpadów na energię , 7% jest dostarczane przez pompy ciepła , 10% przez kondensację spalin i 6% przez przemysłowe odzysk ciepła odpadowego . Pozostałe to głównie paliwa kopalne: ropa (3%), gaz ziemny (3%), torf (2%) i węgiel (1%).

Ze względu na prawo zakazujące tradycyjnych składowisk , odpady są powszechnie wykorzystywane jako paliwo.

Zjednoczone Królestwo

Wieża akumulatorów ciepłowniczych i warsztaty na osiedlu Churchill Gardens , Pimlico , Londyn. Elektrownia ta wykorzystywała kiedyś ciepło odpadowe dostarczane z elektrowni Battersea po drugiej stronie Tamizy . (styczeń 2006)

W Wielkiej Brytanii ogrzewanie miejskie stało się popularne po II wojnie światowej, ale na ograniczoną skalę, aby ogrzewać duże osiedla mieszkaniowe, które zastąpiły obszary zniszczone przez Blitz . W 2013 r. istniało 1765 systemów ciepłowniczych, z których 920 znajdowało się w samym Londynie. W Wielkiej Brytanii sieci ciepłownicze zasilają łącznie około 210 000 domów i 1700 firm.

Pimlico Ciepłownictwo przedsięwzięcie (PDHU) pierwszy rozpoczął działalność w 1950 roku i kontynuuje ekspansję na ten dzień. PDHU kiedyś korzystało z ciepła odpadowego z nieczynnej już elektrowni Battersea na południowym brzegu Tamizy . Nadal działa, a woda jest teraz podgrzewana lokalnie przez nowe centrum energetyczne, które zawiera 3,1 MWe / 4,0 MWth silników kogeneracyjnych opalanych gazem i 3 x 8 MW kotłów opalanych gazem.

Jednym z największych systemów ciepłowniczych w Wielkiej Brytanii jest EnviroEnergy w Nottingham . Zakład początkowo zbudowany przez Boots jest obecnie wykorzystywana do podgrzewania 4600 domów, a szeroki wybór lokali użytkowych, w tym Sali Koncertowej , w Nottingham Arena , Victoria Łaźni, w Centrum Handlowym Broadmarsh , w centrum Victoria i innych. Źródłem ciepła jest spalarnia odpadów na energię . Szkocja ma kilka systemów ciepłowniczych, z których pierwszy w Wielkiej Brytanii jest zainstalowany w Aviemore, a kolejne w Lochgilphead, Fort William i Forfar.

Sieć ciepłownicza w Sheffield została założona w 1988 roku i nadal się rozwija. Oszczędza ekwiwalent 21 000 plus ton CO2 rocznie w porównaniu do konwencjonalnych źródeł energii – energii elektrycznej z krajowej sieci i ciepła wytwarzanego przez poszczególne kotły. Obecnie do miejskiej sieci ciepłowniczej podłączonych jest ponad 140 budynków. Należą do nich zabytki miasta, takie jak ratusz w Sheffield , teatr Lyceum , uniwersytet w Sheffield , uniwersytet Sheffield Hallam , szpitale, sklepy, biura i obiekty rekreacyjne oraz 2800 domów. Ponad 44 km podziemnych rur dostarcza energię, która jest wytwarzana w zakładzie odzyskiwania energii w Sheffield . Przekształca to 225 000 ton odpadów w energię, wytwarzając do 60 MWe energii cieplnej i do 19 MWe energii elektrycznej.

Programu Energy Southampton Rejonowy został wybudowany w użyciu tylko geotermalnej energii, ale teraz również wykorzystuje ciepło z gazu zwolniony generator CHP. Dostarcza ogrzewanie i chłodzenie do wielu dużych obiektów w mieście, w tym do centrum handlowego Westquay , hotelu De Vere Grand Harbour, szpitala Royal South Hants i kilku osiedli mieszkaniowych. W latach 80. Southampton zaczęło wykorzystywać skojarzone ciepło i energię elektryczną, wykorzystując ciepło geotermalne „uwięzione” na tym obszarze. Ciepło geotermalne dostarczane przez studnię działa w połączeniu z systemem skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej. Energia geotermalna zapewnia 15-20%, olej opałowy 10%, a gaz ziemny 70% całkowitego wkładu ciepła w tym systemie, a kogeneracyjne generatory ciepła i energii wykorzystują konwencjonalne paliwa do wytwarzania energii elektrycznej. „Ciepło odpadowe” z tego procesu jest odzyskiwane do dystrybucji przez 11-kilometrową sieć sieciową.

Program Ciepłownictwa Lerwick jest godny uwagi, ponieważ jest to jeden z nielicznych projektów, w których do istniejącego wcześniej małego miasta dodano zupełnie nowy system.

ADE posiada internetową mapę instalacji ciepłowniczych w Wielkiej Brytanii. ADE szacuje, że 54 procent energii wykorzystywanej do produkcji energii elektrycznej jest marnowane przez konwencjonalną produkcję energii, co odpowiada 9,5 miliarda funtów (12,5 miliarda dolarów) rocznie.

Hiszpania

Ameryka północna

W Ameryce Północnej systemy ciepłownicze dzielą się na dwie ogólne kategorie. Te, które są własnością i obsługują budynki jednego podmiotu, są uważane za systemy instytucjonalne. Wszystkie inne należą do kategorii komercyjnej.

Kanada

Ciepłownictwo staje się rozwijającą się branżą w kanadyjskich miastach, z wieloma nowymi systemami zbudowanymi w ciągu ostatnich dziesięciu lat. Niektóre z głównych systemów w Kanadzie obejmują:

  • Calgary: ENMAX obsługuje obecnie Calgary Downtown District Energy Center, które zapewnia ogrzewanie do 10 000 000 stóp kwadratowych (930 000 m 2 ) nowych i istniejących budynków mieszkalnych i komercyjnych. Okręgowe Centrum Energetyczne rozpoczęło działalność w marcu 2010 r., dostarczając ciepło swojemu pierwszemu klientowi, budynkowi miejskiemu miasta Calgary.
  • Edmonton : Społeczność Blatchford , która jest obecnie rozwijana na terenie byłego lotniska w centrum miasta Edmonton , wprowadza etapami District Energy Sharing System (DESS). Pole geowymiany zostało uruchomione w 2019 r., a przedsiębiorstwo energetyczne Blatchford jest w fazie planowania i projektowania systemu wymiany ciepła w ściekach.
  • Hamilton , ON posiada miejski system ogrzewania i chłodzenia w centrum miasta, obsługiwany przez HCE Energy Inc.
  • Montreal posiada miejski system ogrzewania i chłodzenia w centrum miasta.
  • Toronto :
    • Enwave zapewnia miejskie ogrzewanie i chłodzenie w centrum Toronto , w tym technologię chłodzenia głębokiego jeziora, która cyrkuluje zimną wodę z jeziora Ontario przez wymienniki ciepła, aby zapewnić chłodzenie wielu budynków w mieście.
    • Creative Energy buduje system skojarzonej energii cieplnej i elektrycznej dla rozwoju Mirvish Village .
  • Surrey : Surrey Miasto Energy własnością miasta, zapewnia ciepłowniczych do miasta City Center dzielnicy.
  • Vancouver :
    • Obiekt Creative Energy przy Beatty Street działa od 1968 roku i zapewnia centralne ogrzewanie dla centrum Vancouver . Oprócz ogrzewania 180 budynków, sieć Centralnego Ciepłownictwa napędza również zegar parowy . Obecnie trwają prace nad przeniesieniem obiektu z gazu ziemnego na sprzęt elektryczny.
    • Duży system ciepłowniczy znany jako Neighborhood Energy Utility w obszarze South East False Creek jest w początkowej fazie eksploatacji z kotłami na gaz ziemny i służy wiosce olimpijskiej 2010. System odzysku ciepła ze ścieków nieoczyszczonych rozpoczął pracę w styczniu 2010 r., zaspokajając 70% rocznego zapotrzebowania na energię, trwają prace modernizacyjne mające na celu odłączenie obiektu od pozostałego zużycia gazu ziemnego.
  • Windsor w prowincji Ontario posiada miejski system ogrzewania i chłodzenia w centrum miasta.
  • Drake Landing Solar Community , AB, jest niewielki (52 domy), ale wyróżnia się jedynym centralnym systemem ogrzewania słonecznego w Ameryce Północnej.
  • Londyn, Ontario i Charlottetown, PEI posiadają kogeneracyjne systemy ciepłownicze, których właścicielem i operatorem jest Veresen .
  • Sudbury w prowincji Ontario posiada kogeneracyjny system ciepłowniczy w centrum miasta, a także samodzielną elektrociepłownię dla Szpitala Regionalnego Sudbury . Ponadto Naneff Gardens, nowa dzielnica mieszkaniowa przy Donnelly Drive w dzielnicy Garson , posiada geotermalny system ciepłowniczy wykorzystujący technologię opracowaną przez lokalną firmę Renewable Resource Recovery Corporation.
  • W Ottawie znajduje się znaczący system centralnego ogrzewania i chłodzenia obsługujący dużą liczbę budynków rządu federalnego w mieście. Pętla Układ zawiera blisko 4000 m 3 (US 1000000 gal) schłodzonego lub ciepłej wody w dowolnym momencie.
  • W Kornwalii w prowincji Ontario działa system ciepłowniczy, który obsługuje wiele budynków miejskich i szkół.
  • Markham, Ontario : Markham District Energy zarządza kilkoma zakładami ciepłowniczymi:
    • Warden Energy Center (ok. 2000), Clegg Energy Center i Birchmount Energy Center obsługujące klientów w obszarze Markham Center
    • Bur Oak Energy Center (ok. 2012) obsługujący klientów na terenie Cornell Center

Wiele kanadyjskich uniwersytetów posiada centralne ciepłownie kampusowe.

Stany Zjednoczone

Holly Kombinacja parowa Spółka była pierwszą firmą, ogrzewanie parowe do komercyjnego rozpowszechniania ciepłowniczych z systemu centralnego ogrzewania parowego. Według stanu na 2013 r. w Stanach Zjednoczonych istniało około 2500 lokalnych systemów ciepłowniczych i chłodniczych, w takiej czy innej formie, z których większość dostarczała ciepło.

  • Consolidated Edison of New York (Con Ed) obsługuje nowojorski system parowy , największy komercyjny system ciepłowniczy w Stanach Zjednoczonych. System działa nieprzerwanie od 3 marca 1882 roku i obsługuje wyspę Manhattan od Baterii przez 96th Street. Oprócz ogrzewania pomieszczeń i wody, para z systemu jest wykorzystywana w wielu restauracjach do przygotowywania żywności, do ogrzewania procesowego w pralniach i pralniach chemicznych oraz do chłodziarek absorpcyjnych do klimatyzacji . 18 lipca 2007 r. jedna osoba zginęła, a wiele innych zostało rannych, gdy na 41. ulicy w Lexington eksplodowała rura parowa . 19 sierpnia 1989 roku w Gramercy Park zginęły trzy osoby .
  • Milwaukee , Wisconsin został za pomocą ogrzewania na jego centralnej dzielnicy biznesowej , ponieważ Dolina Elektrownia rozpoczęła działalność w 1968 roku [15] Jakość powietrza w bezpośrednim sąsiedztwie zakładu, została zmierzona przy znacznie obniżają poziom ozonu. Oczekuje się, że konwersja elektrowni w 2012 r., która zmieniła wsad paliwa z węgla na gaz ziemny , ma dalszą poprawę jakości powietrza zarówno w lokalnym czujniku César Chavez, jak i czujnikach antarktycznych. tereny dla sokołów wędrownych .
  • Miejska sieć parowa w Denver jest najstarszym na świecie stale działającym komercyjnym systemem ciepłowniczym. Rozpoczęła obsługę 5 listopada 1880 roku i nadal obsługuje 135 klientów. System jest częściowo zasilany przez stację kogeneracyjną Xcel Energy Zuni , która została zbudowana w 1900 roku.
  • NRG Energy obsługuje systemy okręgowe w miastach San Francisco, Harrisburg , Minneapolis , Omaha , Pittsburgh i San Diego .
  • Seattle Steam Company , system okręgowy zarządzany przez Enwave, w Seattle. Enwave obsługuje również system ciepłowniczy w Chicago , Houston , Las Vegas , Los Angeles , Nowym Orleanie i Portland wraz z dodatkowymi miastami kanadyjskimi.
  • Hamtramck Energy Services (HES) obsługuje system okręgowy w Detroit, który rozpoczął działalność na stacji Willis Avenue w 1903 r., początkowo zarządzany przez Detroit Edison, obecnie DTE Energy .
  • Lansing Board of Water & Light , miejski system użyteczności publicznej w Lansing w stanie Michigan, obsługuje system podgrzewanej i chłodzonej wody z istniejącej elektrowni węglowej. Zapowiedzieli, że ich nowa elektrociepłownia na gaz ziemny będzie nadal świadczyć tę usługę.
  • Cleveland Thermal obsługuje sieć parową (od 1894 r.) z zakładu Canal Road w pobliżu The Flats i system chłodzenia (od 1993 r.) z zakładu Hamilton Avenue na urwiskach na wschód od centrum miasta.
  • Veresen prowadzi zakłady ciepłownicze/kogeneracyjne w Ripon w Kalifornii i San Gabriel w Kalifornii .
  • Veolia Energy, następca firmy Boston Heating Company z 1887 r., obsługuje 42-kilometrowy system w Bostonie i Cambridge w stanie Massachusetts , a także obsługuje systemy w Filadelfii PA, Baltimore MD, Kansas City MO, Tulsa OK, Houston TX i inne miasta.
  • District Energy St. Paul jest operatorem największego miejskiego systemu ciepłowniczego w Ameryce Północnej i wytwarza większość energii z sąsiedniej elektrociepłowni opalanej biomasą. W marcu 2011 roku z systemem zintegrowano panel słoneczny o mocy 1 MWh, składający się ze 144 paneli słonecznych 20'x8' zainstalowanych na dachu budynku klienta, RiverCentre.
  • Kalifornijski Departament Usług Ogólnych zarządza centralnym zakładem dostarczającym ciepło do czterech milionów stóp kwadratowych w 23 budynkach państwowych, w tym w Kapitolu, przy użyciu wysokociśnieniowych kotłów parowych.

Historycznie ogrzewanie miejskie było używane głównie na obszarach miejskich w USA, ale do 1985 r. było używane głównie w instytucjach. Kilka mniejszych gmin w Nowej Anglii , w miastach takich jak Holyoke w stanie Massachusetts i Concord w stanie New Hampshire , utrzymywało energię miejską w XXI wieku, jednak pierwsza z nich zakończyła służbę w 2010 r., a druga w 2017 r., przypisując starzejącą się infrastrukturę i wydatki kapitałowe do ich domknięcia. W 2019 roku Concord wymienił szereg pozostałych rur na bardziej wydajne dla mniejszego systemu parowego ogrzewającego tylko Dom Stanowy i Bibliotekę Państwową , głównie ze względu na ochronę zabytków, a nie szerszy plan energetyczny.

Wnętrze BGSU grzewczy Zakładu

W wielu kampusach uniwersyteckich stosuje się również ciepło z sieci miejskiej, często w połączeniu z chłodzeniem miejskim i wytwarzaniem energii elektrycznej. Uczelnie korzystające z sieci ciepłowniczych obejmują University of Texas w Austin ; Uniwersytet Ryżowy ; Uniwersytet Brighama Younga ; Uniwersytet Georgetown ; Uniwersytet Cornell , który również wykorzystuje głębokie chłodzenie źródeł wody przy użyciu wód pobliskiego jeziora Cayuga ; Uniwersytet Purdue ; Uniwersytet Massachusetts w Amherst ; Uniwersytet Notre Dame ; Uniwersytet Stanowy w Michigan ; Wschodni Uniwersytet Michigan ; Uniwersytet Case Western Reserve ; Uniwersytet Stanowy Iowa ; uniwersytet w Delaware ; University of Maryland, College Park , University of Wisconsin-Madison , University of Georgia , University of Cincinnati , North Carolina State University oraz kilka kampusów Uniwersytetu Kalifornijskiego . MIT zainstalował system kogeneracji w 1995 roku, który dostarcza energię elektryczną, ogrzewanie i chłodzenie do 80% budynków kampusu. University of New Hampshire ma zakład kogeneracji działać na metan z sąsiedniego wysypiska, zapewniając University 100% swoich potrzeb energetycznych i bez ciepła spalania ropy naftowej lub gazu ziemnego. North Dakota State University (NDSU) w Fargo w Północnej Dakocie od ponad wieku korzysta z sieci ciepłowniczej z elektrociepłowni opalanej węglem.

Azja

Japonia

W Japonii działa 87 przedsiębiorstw ciepłowniczych, które obsługują 148 okręgów.

Wiele firm obsługuje okręgowe instalacje kogeneracyjne, które dostarczają parę i/lub gorącą wodę do wielu budynków biurowych. Ponadto większość operatorów w aglomeracji Tokio obsługuje chłodzenie lokalne.

Chiny

W południowych Chinach prawie nie ma systemów ciepłowniczych. W północnych Chinach powszechne są systemy ciepłownicze. Większość systemów ciepłowniczych, które służą tylko do ogrzewania, a nie CHP, wykorzystuje węgiel kamienny . Odkąd zanieczyszczenie powietrza w Chinach stało się dość poważne, wiele miast stopniowo wykorzystuje gaz ziemny zamiast węgla w systemie ciepłowniczym. Istnieje również pewna ilość systemów ogrzewania geotermalnego i morskich pomp ciepła .

W lutym 2019 r. chińska Państwowa Korporacja Inwestycyjna Energii (SPIC) podpisała umowę o współpracy z władzami miejskimi Baishan w prowincji Jilin w ramach projektu demonstracyjnego ogrzewania energii jądrowej Baishan, który będzie wykorzystywał chińską narodową korporację jądrową DHR-400 (dystrykt ciepłowniczy reaktor ciepłowniczy 400 MWt). ). Koszt budowy to 1,5 miliarda juanów (230 milionów dolarów), a budowa trwa trzy lata.

Penetracja rynku

Penetracja sieci ciepłowniczych (DH) na rynek ciepła różni się w zależności od kraju. Na penetrację mają wpływ różne czynniki, w tym warunki środowiskowe, dostępność źródeł ciepła, ekonomia oraz ramy ekonomiczno-prawne. Komisja Europejska dąży do opracowania zrównoważonych praktyk poprzez wdrożenie technologii ogrzewania i chłodzenia. [16]

W 2000 roku odsetek domów zaopatrywanych w ciepło sieciowe w niektórych krajach europejskich przedstawiał się następująco:

Kraj Penetracja (2000)
Islandia 95%
Dania 64,4% (2017)
Estonia 52%
Polska 52%
Szwecja 50%
Republika Czeska. 49%
Finlandia 49%
Słowacja 40%
Rosja 35%
Niemcy 22% (2014)
Węgry 16%
Austria 12,5%
Francja 7,7% (2017)
Holandia 3%
Wielka Brytania 2%

W Islandii przeważający pozytywny wpływ na ciepłownictwo ma dostępność łatwo wychwyconego ciepła geotermalnego . W większości krajów Europy Wschodniej planowanie energetyczne obejmowało rozwój kogeneracji i ciepłownictwa. Negatywny wpływ w Holandii i Wielkiej Brytanii można częściowo przypisać łagodniejszym klimatom oraz konkurencji ze strony gazu ziemnego . Podatek od krajowych cen gazu w Wielkiej Brytanii stanowi jedną trzecią tego we Francji i jedną piątą tego w Niemczech.

Zobacz też

Przypisy

Zewnętrzne linki