Сокращение выбросов парниковых газов тепловых сетей Мальмё в Швеции потребовало изменения образа мышления руководства крупной энергетической компании, использующей энергоэффективные тепловые насосы GEA. Основываясь на результатах анализа воды водоочистительная станция была признана лучшим источником тепла для отопления домов в рамках инновационного подхода к преобразованию отходов в полезную энергию.

Цели по сокращению «углеродного следа»

Под эгидой проекта «Clean 2025» шведская энергетическая компания E.ON работает над амбициозными задачами по охране климата, которые впервые были поставлены в 2017 году. Она намерена обеспечить своих клиентов 100% переработанной или возобновляемой энергией к 2025 году и разработала соответствующие меры для достижения этой цели.

Руководство компании решило, что аммиачные тепловые насосы GEA идеально подходят для централизованного теплоснабжения на юге Швеции, наряду с использованием биомассы и других возобновляемых источников для снижения выбросов парниковых газов тепловых сетей. В итоге было установлено четыре тепловых насоса GEA теплопроизводительностью 10 МВт каждый рядом с очистной станцией и мусоросжигательной установкой в портовой зоне города Мальмё, где они в настоящее время обеспечивают 8% общей энергии для приблизительно 100 000 домов, что эквивалентно ежегодному использованию энергии 10 000 домашними хозяйствами, что способствует экономии около 50 000 тонн CO2 в год.

Энергия из отходов

Установка на основе аммиачного теплового насоса от GEA в E.ON, Мальмё
Установка на основе аммиачного теплового насоса от GEA в E.ON, Мальмё

Независимо от того, извлекают ли они энергию из очистных станций или мусоросжигательной установки, тепловые насосы быстро становятся предпочтительной возобновляемой технологией для централизованного теплоснабжения жилых районов в целях обеспечения соответствия постоянно ужесточающимся требованиям экологических норм, снижения выбросов CO2 и сокращения эксплуатационных расходов.

Работающие в Мальмё тепловые насосы используют отходящее тепло очистных станций и мусоросжигательных установок. Компания E.ON приняла решение использовать в системе оборотную сточную воду водоочистительной станции из-за ее более высокой температуры (14°C), так как эта вода более теплая, чем морская вода в окрестностях города, которая является слишком холодной для ее эффективного использования.

После отбора 30 МВт тепла из сточных вод собранная энергия пускается на нужды централизованного теплоснабжения жилых районов, при этом интегрированные тепловые насосы работают совместно с расположенной поблизости мусоросжигательной установкой. Тепловой насос рассчитан на подачу до 80 °C , но лишь в редких случаях требуется подача при температуре выше 71 °C .

Аммиак — ключ к устойчивому развитию

По мере постепенного прекращения использования фторированных газов в соответствии с европейскими нормами, регулирующими использование фторированных газов, которые также были приняты с целью сокращения выбросов парниковых газов, все большую популярность приобретают натуральные холодильные агенты , особенно аммиак – безопасный холодильный агент, который легкодоступен, недорог и не оказывает никакого влияния на глобальное потепление или истощение озонового слоя.

Хотя это не первый случай использования тепловых насосов в Швеции, проект Мальм ё является первым в стране, в котором используется аммиак. E.ON остановила свой выбор на аммиаке, а не на хладагентах на химической основе, благодаря введению европейских норм, регулирующих использование фторированных газов, целью которых является постепенное сокращение ГХФУ на 79% к 2030 году, а также тому, что компания прислушивается к доводам своих клиентов, осознающих проблемы окружающей среды, и следует им.

3D-модель аммиачного теплового насоса GEA для данного проекта в Мальмё
3D-модель аммиачного теплового насоса GEA для данного проекта в Мальмё

Г-н Матс Эгард (Mats Egard), руководитель проекта в E.ON Värme Sverige AB: «Было бы дешевле установить тепловой насос, использующий R134a, но мы не думаем, что у этого хладагента есть будущее, потому что мы собираемся использовать только 100% возобновляемые ресурсы.» К 2025 году мы будем поставлять энергию для централизованного теплоснабжения жилых районов, которая является либо перерабатываемой, либо возобновляемой.»

Г-н Кеннет Хоффман (Kenneth Hoffman), Менеджер по продукции, тепловые насосы, компания GEA, добавляет: «В устаревших системах использовался хладагент на основе фторсодержащих газов, но введение норм, регулирующих использование фторированных парниковых газов, привело к тому, что такие системы со значительным количеством холодильного агента в системе стали нежизнеспособными. Аммиак — это более перспективное решение.» 

Задаться целью

Аммиачный тепловой насос GEA в E.ON, Мальмё
Аммиачный тепловой насос GEA в E.ON, Мальмё

Г-н Кеннет подвел научную основу, подтверждающую рентабельность технологии использования тепловых насосов в тепловых сетях жилых районов города Маль мё, использующих переработанную энергию .

Он заявил: «Четыре тепловых насоса работают параллельно, чтобы обеспечить требуемую температуру. Коэффициент полезного действия (КПД) каждого из них выше 3,5, поэтому на каждый 1 кВт/ч электроэнергии, используемой тепловым насосом, приходится 3,5 кВт/ч тепловой энергии, вырабатываемой для города.»

Система тепловых насосов требует всестороннего анализа требуемых температур и правильной оценки технологических параметров. Каждый градус, обеспечиваемый тепловыми насосами, имеет значение, и чем точнее исходное проектное решение, тем больше энергии может быть сэкономлено. Вместо того, чтобы сосредоточивать свое внимание на трубах малого диаметра с высокими перепадами температуры для сокращения первоначальных затрат, инвестиции в тепловые насосы основаны на постоянной ежедневной экономии. 

Стремление к повышению экологической устойчивости

Технология тепловых насосов обеспечивает преимущества экономии энергии независимо от отрасли, в которой она используются, и степени ее использования. Она может выполнять основные функции, например: отопление и охлаждение небольшого пригородного дома, вплоть до того, чтобы взять на себя центральную роль в рамках «сверхумной» стратегии нулевых выбросов при осуществлении централизованного теплоснабжения.

В странах, где требования к выбросам менее строгие или где это допускается системой квот и торговли квотами на выбросы, некоторые производители предпочитают сохранять статус-кво с учетом того, что ископаемые виды топлива все еще, как правило, дешевле, чем более экологически чистые энергетические решения. Тем не менее, для достижения целей в области рационального использования природных ресурсов МЭА заявляет, что к 2030 году доля таких технологий чистой энергии, как тепловые насосы и солнечное отопление, должна утроиться и составить более четверти от общего объема продаж нового отопительного оборудования. Итак, давайте действовать уже сейчас, изменим мир к лучшему!

Назад