Poučiť sa dá nie len z chýb ale aj z dobrých rozhodnutí. Príkladom môže byť také Dánsko. V štúdii zobrazujúcej skúsenosti s plánovaním teplárenstva v tejto krajine sa môžete dozvedieť množstvo zaujímavých informácií o tom, ako sa dajú transformovať súčasné teplárenské systémy na nízkoteplotné.

Cieľom tejto publikácie je zosumarizovať príklady dobrej praxe realizovaných nízkoteplotných teplárenských riešení a identifikovať ich silné a slabé stránky.

Príklady dobrej praxe:

1. Dronninglund (Dánsko)
2. Brædstrup (Dánsko)
3. Marstal (Dánsko)
4. Heerlen (Holandsko)
5. Langkazi (Tibet – Čína)

Prečítajte si: Príklady dobrej praxe nízkoteplotných teplárenských riešení

Energetici a odborníci na obnovu budov pre združenie Priatelia Zeme-CEPA vyhodnotili potenciál energetických úspor v budovách a možnosti zefektívnenia systému zásobovania teplom v Prievidzi, Novákoch a Zemianskych Kostoľanoch. Prievidzi by mohlo v roku 2035 stačiť len 46 % súčasnej spotreby tepla podľa ich štúdie Štvrtá generácia systému zásobovania teplom v regióne horná Nitra[1]. Evolučná zmena teplárenstva by úplne odstránila závislosť mesta od fosílnych palív a zvýšila by pridanú hodnotu teplárenskej práce.  

Prečítajte si stručné porovnanie riešenia zásobovania teplom v meste Prievidza od roku 2023 a riešenia na báze 4. generácie sústavy zásobovania teplomsústavy zásobovania teplom.

Cieľom tejto predbežnej štúdie bolo vytvoriť koncept tepelného riešenia 4. generácie systému zásobovania teplom pre región hornej Nitry, ktorý by využíval len obnoviteľné zdroje energie a sezónnu akumuláciu tepla. Tento koncept by mohol byť 2. fázou riešenia vykurovania regiónu s nadväznosťou na fázu prvú, ktorá má byť v prevádzke najneskôr v roku 2023. Dôvodom vypracovania konceptu tepelného riešenia 2. fázy je, že projekt vykurovania 1. fázy nie je možné považovať za dlhodobé riešenie, pretože sa v ňom využíva fosílne palivo a je založené na neoptimalizovanej spotrebe tepla.
Opisovaný koncept systému 4. generácie zásobovania teplom v štúdii nie je návrhom tepelného riešenia, keďže je založený na mnohých predpokladoch (Kapitola 3), ktorých preskúmanie je nevyhnutné k návrhu konkrétneho riešenia.
Koncept 2. fázy tepelného systému pre mesto Prievidza spočíva v rozdelení súčasného systému zásobovania teplom na severnú a južnú časť a to hlavne z dôvodu technickej realizovateľnosti sezónneho zásobníka tepla. Okrem tejto technológie sa v koncepte vyskytujú aj ďalšie zdroje tepla a to konkrétne tepelné čerpadlá (TČ) a doplnkovo aj kotly na biomasu. Konkrétne scenáre (s percentuálnym ročným využitím konkrétnych zdrojov tepla) boli nasledovné:

• Scenár A1 (severná časť Prievidze):
  o Solárny systém a jamový zásobník tepla – 65 %,
  o Biomasový kotol – 35 %.
• Scenár A2 (severná časť Prievidze):
  o Solárny systém a jamový zásobník tepla s vybíjaním cez TČ – 75 %,
  o Biomasový kotol – 25 %.
• Scenár B1 (južná časť Prievidze):
  o Solárny systém, horninový zásobník tepla s vybíjaním cez TČ – 35 %,
  o Banská a geotermálna voda z vrtu s použitím TČ – 52 %,
  o Biomasový kotol – 13 %.
• Scenár B2 (južná časť Prievidze):
  o Solárny systém, horninový zásobník tepla s vybíjaním cez TČ – 37 %,
  o Banská a geotermálna voda z vrtu s použitím TČ – 63 %.

V prípade rozšírenia konceptu do návrhu 2. fázy systému zásobovania teplom v Prievidzi by sa výrobná cena tepla bez akejkoľvek finančnej podpory štátu alebo prostriedkov z eurofondov mohla pohybovať v sumách od 55,8 do 58,2 eur/MWh3. V prípade uvažovania vhodného nenávratného finančného príspevku na investíciu za celkovú technológiu4 by sa mohla cena za teplo znížiť až na hranicu 32 eur/MWh.

Prečítajte si celú predbežnú štúdiu: Štvrtá generácia systému zásobovania teplom v regióne horná NitraŠtvrtá generácia systému zásobovania teplom v regióne horná Nitra

English version: 4th generation district heating system in Upper Nitra region - Prefeasibility study

Koľko ľudí treba na to, aby sa vykurovacie náklady bytového domu znížili o polovicu? V tomto prípade stačili traja.

Cieľom štúdie bolo stanoviť potenciál redukcie tepelných strát rozvodov sústav centrálneho zásobovania teplom na základe analýzy ich technického stavu v mestách Prievidza, Nováky a v obci Zemianske Kostoľany.V roku 2023 skončí dodávka tepla z Elektrárne Nováky (ďalej len ENO) a nový systém zásobovania teplom sa rozdelí na tri časti pre každú samosprávu zvlášť. Súčasne sa prestane prevádzkovať aj 13,2 kilometrov dlhý tepelný napájač vedený z ENO do Prievidze (ďalej len TN ENO PD), ktorého priemerné ročné tepelné straty boli  stanovené na 14 %. Ďalšie zníženie tepelných strát v Prievidzi môže byť dosiahnuté rekonštrukciou primárnych a sekundárnych rozvodov vo vnútri mesta a to zo súčasných 18,4 % až na 7 %. Rozvody tepla v meste Nováky sú už takmer v celej svojej dĺžke rekonštruované a  najväčšia redukcia tepelných strát nastane zrušením prevádzky TN ENO PD, čím dôjde k úspore v hodnote približne 2,2 %. Zrušením tepelného napájača vedeného z ENO do obce Zemianske Kostoľany a modernizáciou obecných rozvodov tepla by mohlo dôjsť k zníženiu súčasných tepelných strát v súčte na hodnotu približne 4,5 %. Všetky zhodnotené potenciálne hodnoty redukcie tepelných strát boli určené na základe konzervatívnej analýzy, ktorá bola založená na mnohých predpokladoch vysvetlených v texte štúdie. Dôvodom nutnosti uplatniť mnohé predpoklady bolo nedostačujúce množstvo či kvalita poskytnutých dát, prípadne neochota kompetentných strán spolupracovať. Štúdia sa venuje tepelným stratám a potenciálu ich redukcie len po hranicu odberateľa. Rozsah štúdie neumožňoval bližšiu analýzu vnútorných rozvodov tepla jednotlivých pripojených objektov.

Cieľom tejto štúdie bolo stanoviť parametre dostupných obnoviteľných zdrojov energie (v skratke „OZE“) a posúdiť možnosti využívania na účely vykurovania v sústave centrálneho zásobovania teplom (v skratke „SCZT“) a ohrev teplej úžitkovej vody (v skratke „TUV“) pre Prievidzu, Nováky a Zemianske Kostoľany . Výsledkom analýzy parametrov majú byť ideové výstupy vhodného smerovania pri využívaní OZE v  oblasti.

Výsledné parametre poukazujú na možnosť 100% využívania OZE v SCZT pre Prievidzu, Nováky a Zemianske Kostoľany. Potenciál udržateľnej drevnej biomasy v okrese Prievidza predstavuje približne 35,6 GWh, tepelný potenciál z Bane Cígeľ predstavuje hodnotu približne 15,5 GWh/rok a z Bane Nováky hodnotu približne 21,5 GWh/rok. Existujúce geotermálne vrty disponujú súhrnne voľným tepelným potenciálom približne 30,5 GWh/rok pri maximálnej miere tepelného využitia a ich dochladení až na 5 °C.  Zužitkovanie potenciálu banských vôd a geotermálnych vôd z vrtov v SCZT je možné vzhľadom k teplotným pomerom s použitím technológie tepelného čerpadla (v skratke „TČ“). Udržateľná drevná biomasa, banské vody, ako aj geotermálne vody z vrtov sú pre región charakteristické a ich zužitkovaním je teoreticky možné pokryť približne 84 % súčasnej potreby tepla v SCZT. Zvyšnú potrebu tepla by bolo možné pokryť produkciou tepla zo solárnych kolektorov, čo je ale masívnejšie možné s použitím sezónnej akumulácie tepla. V prípade nižšej reálnej dostupnosti niektorých z potenciálnych zdrojov je možné navýšiť solárnu plochu a zvýšiť objem sezónnej akumulácie v technicky prípustných medziach. Vzhľadom ku globálnemu solárnemu žiareniu v regióne by na zabezpečenie 16 % potreby tepla súčasného SCZT bola potrebná plocha solárnych kolektorov približne 58500 m², čo predstavuje približne 25 880 kusov solárnych panelov a orientačne 117 000 m³ akumulačnej látky (vody). Vzhľadom k množstvu akumulačnej látky sa javí ako vhodné technicko-ekonomické riešenie využitie jamového zásobníka. Riešenie akumulácie tepla v zaplavených banských dielach si vyžaduje prístup k špecifickým a ťažko dostupným informáciám a preto nebola v tejto štúdii hlbšie skúmaná.

Samotné vyčíslenie parametrov OZE bolo založené na dostupných  dátach z aplikácií geografických informačných systémov (GIS). Použité boli aplikácie Global Wind Atlas, Global Solar Atlas a Lesnícky geografický informačný systém, na základe ktorých boli vyčíslené hodnoty charakterizujúce veternú a slnečnú energiu v regióne, ako aj dostupnosť odpadnej drevnej biomasy v okrese. Parametre dostupnej geotermálnej energie boli prevzaté zo samostatnej štúdie. Výpočet potrebnej solárnej plochy ako aj potrebného množstva akumulačnej látky pre využitie solárnych termických kolektorov v SCZT bol realizovaný výpočtovým nástrojom Sunstore 4 Feasibility Evaluation Tool.

Posudzované boli aj možnosti generovanie el. energie z OZE v regióne, výsledkom čoho bolo zistenie, že fotovoltickými solárnymi panelmi je možné generovať obdobné množstvo el. energie ako v prípade veľkej veternej turbíny umiestnenej v najveternejších oblastiach regiónu (okolie Vtáčnika).  Veterná a slnečná energia majú rozličný priebeh dostupnosti v priebehu roka a v priebehu dňa, čo je dôležité pri posudzovaní ich kombinácie. Výhodou veternej energie je jej dostupnosť v ranných a večerných hodinách, naproti tomu má však vyšší ekologický dopad na prostredie a umiestnenie veterných turbín je prísnejšie posudzované.

Vyčíslenie parametrov OZE a posúdenie ich dostupnosti boli kľúčové k sformulovaniu ideových výstupov, ktoré sú uvedené v Závere tejto štúdie. Štúdia apeluje na dôležitosť odborného prehodnotenia a komplexného pohľadu pri masívnejšom využívaní OZE, aby zaraďovanie OZE do SCZT nebolo živelné, ale poňaté s rozvahou.

Prečítajte si celú štúdiu: Možnosti využitia obnoviteľných zdrojov energie v Prievidzi, Novákoch a Zemianskych Kostoľanoch

Cieľom štúdie bolo posúdiť geotermálne pomery v regióne a stanoviť potenciál využívania energie zo Zeme na účely vykurovania a ohrevu teplej úžitkovej vody (v skratke „TUV“)  v sústave centrálneho zásobovania teplom (v skratke „SCZT“) v Prievidzi, Novákoch a Zemianskych Kostoľanoch. Stanovenie geotermálneho potenciálu bolo založené na existujúcich zdrojoch v oblasti s prihliadnutím na ich súčasný stav využívania. Geotermálne zdroje boli vybrané na základe vhodnosti ich lokality k využitiu v SCZT. Hodnotené boli geotermálne vrty a banské vody. Geotermálne vrty disponujú súhrnne voľným tepelným potenciálom približne 30446 MWh/rok pri maximálnej miere tepelného využitia a ich dochladení až na 5 °C, preto je dôležité zamerať sa na využívanie odpadného tepla po ich prvotnom zužitkovaní. Podľa údajov SHMÚ za rok 2019 má vrt Laskár dostupných 17,14 %, vrt Púšť 100 % a vrt Chalmová 59,75 % svojho tepelného potenciálu.  Dostupný tepelný výkon banskej vody z Bane Cígeľ s použitím technológie tepelných čerpadiel (ďalej len „TČ“) predstavuje  približne 4,1 MWt a v prípade banskej vody z Bane Nováky sa jedná približne o 5,7 MWt, pričom tento zdroj je už dnes čiastočne využívaný. Práve dostupnosť tepelného výkonu v priebehu roka a v priebehu dňa je najdôležitejší parameter pre využitie v praxi.

Hodnoty potrebné k stanoveniu energetického potenciálu geotermálnych zdrojov boli získané z údajov o ročnom využívaní podzemných a termálnych vôd, z projektových zámerov popisujúcich ich plánované využitie a z konzultácií so spoločnosťou Hornonitrianske bane Prievidza, a.s. Súčasťou zisťovania informácií k prevádzke geotermálnych zdrojov bol aj terénny prieskum v tepelnej centrále využívajúcej teplo z vrtu Laskár a banskej vody z Bane Nováky.

Predmetom štúdie bolo aj zhodnotenie možností zapojenia geotermálnych zdrojov do SCZT, kedy je nevyhnutné analyzovať ich tepelný potenciál, ale aj ich teplotné pomery vzhľadom k sústave, ktoré obmedzujú využitie tepelného potenciálu. Geotermálne vrty v regióne dosahujú maximálnu teplotu v ústi 66 °C a banské vody približne 18 °C. Súčasné teplotné pomery tepelného napájača  TN ENO - Prievidza 150/70 °C sú príliš vysoké a bez výrazného využitia doplnkových zdrojov je zaradenie geotermálnej energie do sústavy nerealizovateľné. Preto sa v štúdii uvažuje s modernou transformáciou SCZT na minimálne 4. generáciu  so vstupnou teplotou v rozsahu 60 - 70 °C do tepelného napájača, čím by sa otvorila možnosť efektívneho začlenenia geotermálnych zdrojov do sústavy.

V štúdii sa pojednáva o možnostiach transformácie nízkopotenciálneho tepla geotermálnych zdrojov na vyššiu teplotnú úroveň tak, aby mohlo byť použiteľné pre účely 4. generácie SCZT. Uvedený je príklad konkrétnych parametrov tepelného čerpadla (v skratke „TČ“) typu voda-voda pri výstupoch vody 80 °C, 70 °C a 60 °, pričom výsledok jasne demonštruje, že znížením teplotných požiadaviek na výstupnú vodu sa rozšíri škála použitia nízkopotenciálnych zdrojov, tzn. môže byť použitá aj chladnejšia zdrojová voda. Vhodne zvolená technológia môže pracovať s teplotami zdrojovej vody pod 15 °C a výstupnej vody 70 °C s hodnotami výkonového čísla na úrovni COP  ≥ 3.

Trendy aplikácie vysokoteplotných TČ na využívanie odpadného tepla boli v ostatných rokoch predmetom diskusií na viacerých odborných konferenciách z kade bola čerpaná aj inšpirácia pre popis týchto trendov v štúdií a poukázanie vhodnosti ich použitia.

Uhoľné regióny majú vo všeobecnosti perspektívu vo využívaní nízkopotenciálneho tepla v banskej vode, ktorá je čerpaná z banských diel. Dostupnosť banskej vody je príležitosť pre jej využitie ako zdroja nízkopotenciálneho tepla, ale aj ako média pre akumuláciu a transport tepla, čím je možné zaradenie ďalších OZE do sústavy, ako napr. termosolárnych systémov, ktoré môžu slúžiť na predohrev banskej vody pred použitím TČ.  Pokiaľ sa v regióne vyskytujú aj geotermálne vody a zároveň je zvýšená miera geotermálnej aktivity, potom je využívanie geotermálnej energie ešte perspektívnejšie. Vyčíslený tepelný potenciál existujúcich geotermálnych zdrojov by mal dopomôcť k vytvoreniu predstavy o tom, akou mierou je možné geotermálnu energiu v regióne využiť na účely  vykurovania budov pripojených k SCZT. Štúdia apeluje na potrebu zníženia teplotných pomerov v SCZT minimálne na úroveň 4. generácie, aby mohlo byť zaradenie geotermálnej energie do sústavy efektívnejšie.

 Prečítajte si celú publikáciu: Potenciál využitia geotermálnej energie v sústave centrálneho zásobovania teplom v Prievidzi, Novákoch a Zemianskych Kostoľanoch

V zásobníkoch projektov budúceho financovania rozvoja regiónu sa nachádza viac ako 100 projektových zámerov hĺbkovej obnovy budov. Potrebujeme primeranú plánovaciu a implementačnú infraštruktúru pre všetkých, ktorí v najbližších 10 rokoch prejavia záujem znižovať energetickú náročnosť svojich budov.

Každý projekt na hornej Nitre financovaný z verejných zdrojov musí prispievať k cieľom Akčného plánu transformácie. V rámci správ o implementácii Akčného plánu transformácie regiónu sa bude každoročne vyhodnocovať aj znižovanie potreby energie v budovách a rozvodoch, zvyšovanie podielu energie z obnoviteľných zdrojov s cieľom úplne nahradiť  zdroje na báze fosílneho zemného plynu do roku 2034 a využívanie energetických zariadení vo vlastníctve energetických komunít, občanov a samospráv. Úspešná transformácia regiónu teda bude z veľkej časti závisieť aj od toho, ako rýchlo a kvalitne budeme obnovovať budovy.