Pionierski projekt ciepłowniczy w historycznym Lemgo łączy przeszłość z przyszłością

5 Luty 2024

Centrum miasta Lemgo w północno-zachodnich Niemczech tworzą domy z muru pruskiego i atrakcyjne kamienne budynki. Niemniej urzędnicy planują generować do 80% lokalnego ogrzewania potrzebnego miastu ze źródeł odnawialnych – jest to duże wyzwanie, którego realizację dodatkowo utrudniają ograniczenia związane z historyczną zabudową Lemgo.

Dzięki ponad 100-letniemu doświadczeniu w inżynierii, w tym inżynierii mechanicznej i instalacyjnej GEA wie, że jedynym sposobem na odniesienie sukcesu w walce z emisją CO₂ jest wdrażanie innowacji, rozwiązywanie problemów i współpraca z klientami w celu pokonania barier na drodze do postępu.

Według Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej (International Renewable Energy Agency, IRENA) miasta są odpowiedzialne za ponad dwie trzecie globalnego zużycia energii i trzy czwarte emisji dwutlenku węgla wynikającej z działalności człowieka. Wraz z szybkim rozwojem urbanizacji ciepłownictwo w miastach stało się istotnym czynnikiem w utrzymywaniu niskiego poziomu emisji dwutlenku węgla. 

Ogrzewanie miejskie jest coraz częściej preferowanym rozwiązaniem dla nowych osiedli mieszkaniowych i budynków użyteczności publicznej. Pompy ciepła są często wykorzystywane do pozyskiwania ciepła ze źródeł odnawialnych i zwiększania jego wykorzystania w całych społecznościach, zarówno w budynkach mieszkalnych, jak i publicznych. Ogrzewanie miejskie jest najbardziej efektywne na obszarach o dużej gęstości zaludnienia. Stanowi przyjazną dla środowiska alternatywę dla ogrzewania paliwami kopalnymi.

Ambitne plany dla starówki w Lemgo

Instalacja sieci ciepłowniczej jest najbardziej opłacalna, jeśli można zwiększyć gęstość połączeń w istniejących obszarach sieci. Nie jest to bezwzględny warunek wstępny dla instalacji, ponieważ jeśli obszar został niedawno zagospodarowany lub gdy zmienia się infrastruktura, możliwe jest również wyposażenie tych obszarów w rozwiązania wydajne technologicznie. Trudniej jest jednak wprowadzić ogrzewanie miejskie w dzielnicach, w których znajdują się zabytkowe budynki.

Centrum miasta Lemgo w północno-zachodnich Niemczech tworzą domy z muru pruskiego i atrakcyjne kamienne budynki. Niemniej urzędnicy planują generować do 80% lokalnego ogrzewania potrzebnego miastu ze źródeł odnawialnych – jest to duże wyzwanie, którego realizację dodatkowo utrudniają ograniczenia związane z historyczną zabudową Lemgo. Z pomocą innowacyjnej technologii GEA miasto istotnie zmniejszyło swój ślad węglowy i na dobre wprowadziło usługi komunalne w XXI wiek.

Sieć ciepłownicza w Lemgo istnieje od lat 60. XX wieku i obecnie rozpościera się w mieście na długości ponad 80 km. Pierwotna sieć ciepłownicza została zaprojektowana dla temperatury zasilania około 120⁰C, która miała zrekompensować wysokie straty ciepła i słabą konstrukcję grzejników w poszczególnych budynkach w tamtym czasie. Od tego czasu technologia wymiany ciepła znacznie się rozwinęła. Unikatowy system kontroli temperatury w sieci ciepłowniczej umożliwia obniżenie temperatury zasilania do 100⁰C w zimie i wciąż zapewnia wystarczające ogrzewanie całej sieci, nawet starych zabytkowych budynków w centrum Lemgo. 

Ważne cele modernizacyjne i konserwacyjne

Wiele budynków Lemgo znajduje się na liście zabytków i konieczne jest ich zachowanie dla przyszłych pokoleń. Interwencje w strukturę budynku mogą być przeprowadzane tylko w bardzo ograniczonym zakresie. Lemgo postawiło sobie za cel pogodzenie następujących założeń dla centrum miasta:

• Osiągnięcie neutralności pod względem emisji CO₂ (dekarbonizacja).
• Ochrona historycznej struktury budynku (renowacja).
• Zachowanie wizerunku i atrakcyjności starej części miasta dla odwiedzających.
• Utrzymanie/zwiększenie atrakcyjności starówki jako przestrzeni mieszkalnej (aktywacja pustostanów/rejestr pustostanów).

Główne strategie polegały z jednej strony na zapewnieniu odnawialnych dostaw ciepła za pośrednictwem sieci ciepłowniczej, a z drugiej strony na przeznaczeniu pustych nieruchomości wymagających renowacji do nowych zastosowań. Ponadto adaptacja do zmian klimatu w centrum miasta będzie następować po projekcie ciepłowniczym w ramach bieżących projektów rozwoju obszarów miejskich. 

Podwójnie efektywne zaopatrzenie w energię

Po udanych projektach GEA dotyczących pomp ciepła dla systemów ciepłowniczych w kilku uznanych lokalizacjach – w tym w oczyszczalni ścieków w Malmö oraz nad stacją metra w Londynie – miasto Lemgo zwróciło się do GEA z prośbą o dostarczenie dwóch pomp ciepła w ramach nowego systemu ogrzewania zabytkowej części miasta. 

Jedna pompa ciepła pobiera energię z miejskiej oczyszczalni ścieków, a druga jako źródło ciepła wykorzystuje energię odpadową z dużej elektrociepłowni. Energia cieplna generowana przez duże pompy ciepła wystarcza do zaopatrzenia całego historycznego centrum miasta Lemgo w niskoemisyjne ciepło. To około 18 milionów kilowatogodzin ciepła rocznie, co pozwala zaoszczędzić 3200 ton emisji CO2 rocznie. 

Wysoce wydajna konwersja ciepła

Technologia miejskiej sieci ciepłowniczej nadal jest sprawdzonym rozwiązaniem dla wielu miejsc na całym świecie. W przypadku Lemgo największe korzyści wynikają z nowej strategii operacyjnej, która automatycznie kontroluje i reguluje system. Dzięki tej strategii pompa ciepła może pracować nieprzerwanie do 7500 godzin rocznie, aby zmaksymalizować korzyści. Ciepło jest pobierane ze ścieków po etapach uzdatniania w oczyszczalni miejskiej. W ten sposób unika się zanieczyszczenia wymienników ciepła. Proces oczyszczania ścieków nie jest również zakłócany przez odprowadzanie ciepła. 

Aby osiągnąć globalny cel całkowitej dekarbonizacji do 2050 roku, ważne jest znalezienie sposobów na wytwarzanie ciepła bez spalania paliw kopalnych. Lemgo jest dobrym przykładem nie tylko dekarbonizacji ciepła, ale także robienia tego przy użyciu najlepszej możliwej technologii, aby zminimalizować ilość potrzebnej energii elektrycznej.

Technologia dla lepszego świata

Nowoczesne, wydajne amoniakalne pompy ciepła GEA są odzwierciedleniem naszego motta „Projektujemy lepszy świat!” i realizują koncepcję systemów ciepłowniczych w najlepszy możliwy sposób. W połączeniu z niewielkimi dostawami odnawialnej energii elektrycznej możliwości są ogromne ponieważ ta technologia jest w stanie generować ciepło z różnych źródeł, w tym z powietrza, ziemi, fabryki, sieci metra, stacji uzdatniania wody, a nawet starych tuneli górniczych. Ciepło z tego źródła można następnie zwiększyć do żądanego poziomu, aby dostarczyć ogrzewanie i ciepłą wodę bezpośrednio do osiedli i obiektów publicznych w opłacalny i całkowicie czysty sposób. 

Zastępując bojlery na paliwa kopalne pompami ciepła, GEA może pomóc miastom stać się bardziej elastycznymi poprzez ponowne wykorzystanie różnych źródeł ciepła odpadowego do różnych celów grzewczych, jednocześnie znacznie zmniejszając emisję CO₂. Eksploatacja pomp ciepła z naturalnymi substancjami chłodniczymi, takimi jak amoniak, dodatkowo zapewnia przyszłość przyjazną dla warstwy ozonowej i klimatu.