Компания Stadtwerke Gießen построит к июню 2026 года субсидируемый государством завод iKWK. В ее основе - три больших тепловых насоса, которые будут извлекать тепло из реки Лан.
Эксперты считают, что декарбонизация производства тепла в Германии является ключевым компонентом национального энергетического перехода. Компания Stadtwerke Gießen (SWG) преследует эту цель гораздо дольше, чем политики. На протяжении десятилетий SWG работает над постепенным сокращениемвыбросов CO2, связанных с производством тепла. Нынешний крупный проект органично вписывается в эту стратегию: станция iKWK PowerLahn. iKWK - это инновационная комбинированная выработка тепла и электроэнергии, а название PowerLahn говорит само за себя. Сердцем станции являются три больших тепловых насоса, использующих воду реки Лан в качестве источника тепла.
Термин iKWK, введенный политиками, означает сочетание трех в принципе известных и проверенных технологий, которые могут быть субсидированы. Такая система должна состоять из высокоэффективной ТЭЦ, элемента преобразования энергии в тепло (P2H) и инновационного теплогенератора. В качестве i-компонентов могут рассматриваться солнечная тепловая энергия, геотермальная энергия или тепловые насосы. Мы решили объединить две когенерационные установки, электрический котел и три тепловых насоса типа "вода-вода"", - объясняет концепцию Маттиас Функ, главный технический директор SWG.
Расчеты
Учитывая требуемые инвестиции, большинство систем iKWK могут быть экономически выгодными только при наличии государственных субсидий. Однако получить их обычно оказывается очень непросто. Простого наличия необходимых компонентов недостаточно. Должны быть соблюдены и другие строгие критерии. Например, модуль P2H должен обеспечивать не менее 30 процентов тепловой мощности ТЭЦ. Кроме того, тепловые насосы должны быть спроектированы и эксплуатироваться таким образом, чтобы ежегодно поставлять не менее 35 процентов тепла, вырабатываемого когенерационными установками. "Нашим инженерам пришлось произвести очень точные расчеты. Как в отношении самих технических характеристик, так и в отношении последующей эксплуатации", - вспоминает Маттиас Функ. В частности, они пришли к следующему результату: SWG устанавливает две ТЭЦ, каждая электрической мощностью 4,5 мегаватта и тепловой мощностью 4,7 мегаватта. Модуль P2H обеспечивает тепловую мощность 2,7 мегаватт. А три тепловых насоса выдают по 1,774 мегаватта, но работают только с апреля по сентябрь - то есть тогда, когда они работают особенно эффективно из-за более высокой температуры воды.
Эти объяснения сами по себе иллюстрируют сложность, связанную с проектом iKWK. "Многочисленные переменные, особенно на начальном этапе работ, очевидно, все еще удерживают многие компании от более пристального изучения вопроса", - считает Маттиас Функ. Эту гипотезу можно подтвердить двумя деталями, связанными с предоставлением субсидий. Тендер на получение субсидий - это, по сути, обратный аукцион. Участники подают заявки на финансирование, необходимое им для экономической деятельности. Наиболее выгодные заявки получают контракт до тех пор, пока банк не опустеет. "Мы выиграли тендер с почти максимальной субсидией в 12 центов за киловатт-час электроэнергии", - говорит Йенс Шмидт, коммерческий директор SWG. Кроме того, SWG удалось выиграть 40 процентов бюджета, распределенного по всей стране в этом тендере. На самом деле, претендентов было недостаточно, чтобы распределить все имеющиеся средства.
Достаточные финансовые ресурсы и техническая экспертиза являются необходимыми, но недостаточными условиями для успеха такого проекта, как PowerLahn. "Подобный проект невозможно реализовать без отличного управления проектом, - убежден Йенс Шмидт. Амбициозный график должен соблюдаться - при любых обстоятельствах. "Поскольку мы используем субсидированное финансирование, мы должны ввести станции в эксплуатацию в установленный срок, - добавляет Йенс Шмидт. Потому что каждая задержка стоит реальных денег".
Один фактор особенно важен для соблюдения жесткого графика. Как и в других строительных проектах, SWG должна получить соответствующие лицензии на все компоненты PowerLahn. Суть дела в том, что iKWK - это новый этап не только для SWG, но и для соответствующих органов власти. Дело осложняется еще и тем, что Лан является федеральной водной артерией. "Мы с самого начала стремились к максимальной прозрачности, находимся в тесном контакте со всеми участниками и обмениваемся информацией как можно быстрее", - говорит Йенс Шмидт, описывая процесс.
Активная защита климата
Есть простая причина, по которой SWG прилагает такие огромные усилия. "Мы уже много лет преследуем цель постоянно сокращать использование ископаемого топлива при производстве централизованного теплоснабжения. Если бы не PowerLahn, мы бы придумали что-то другое, столь же безвредное для климата", - объясняет Маттиас Функ. На самом деле, в ближайшие несколько лет SWG предстоит модернизировать часть своего парка оборудования - в частности, заменить две газовые турбины и два паровых котла. "В этом отношении финансирование систем iKWK пришло как раз вовремя", - вспоминает Йенс Шмидт.
PowerLahn также участвует в проекте города Гиссен, владельца SWG. Муниципалитет поставил перед собой еще более амбициозные климатические цели, чем федеральное правительство, и стремится стать климатически нейтральным к 2035 году. "Будучи традиционным муниципальным предприятием, мы, естественно, несем за это ответственность. С помощью PowerLahn мы вносим важный вклад", - резюмирует Йенс Шмидт. Сокращение выбросов углекислого газа, которое будет достигнуто благодаря проекту, подчеркивает эту оценку. В будущем три тепловых насоса будут обеспечивать около десяти процентов централизованного теплоснабжения Гиссена, причем совершенно без выбросов. По сравнению с традиционными газовыми котлами они будут экономить около 7 767 тоннCO2 в год.
Два места
Важный критерий для получения субсидии, который, вероятно, многим трудно выполнить, для SWG с самого начала не был проблемой: все компоненты должны подключаться к одной и той же тепловой сети. Поскольку SWG уже застроила большую часть Гиссена соответствующими трубами, инженеры смогли спланировать два места. "Это сэкономило деньги и много разрешительной работы", - объясняет Маттиас Функ. На самом деле SWG придется построить только одно новое здание для тепловых насосов. Оно строится неподалеку от штаб-квартиры SWG на другом берегу Лана. В двух километрах к юго-западу - на существующей ТЭЦ Leihgesterner Weg - SWG установит два высокоэффективных тепловых насоса BHWK и модуль P2H. "Существующие здания уже предлагают достаточно места. Это многое упрощает, экономит деньги, а также делает проект более экологичным", - с радостью говорит Маттиас Функ. Ведь каждый кубический метр бетона, который не требуется, и каждая тонна арматурной стали экономятCO2.
Экология выигрывает вдвойне
Ожидаемое сокращениевыбросов CO2 благодаря PowerLahn - не единственный положительный эффект для окружающей среды. Как уже говорилось, три тепловых насоса будут работать преимущественно в теплые месяцы из соображений эффективности. Именно это улучшает условия жизни для многих видов животных, обитающих на Лане. Это связано с тем, что изменение климата приводит к более частому и сильному нагреву воды, особенно летом. А это не очень-то способствует благополучию рыб, улиток и других обитателей. Чем выше температура, тем меньше кислорода может связывать вода. Тепловые насосы противодействуют этому пагубному явлению. Ведь они извлекают из реки тепловую энергию и тем самым снова понижают температуру воды. Это облегчает жизнь животным в реке.
Однако SWG не довольствуется тем, что просто построила и эксплуатирует высокоэффективную, безвредную для климата ТЭЦ. "Наша цель - увлечь людей нашим проектом, привлечь их к участию в нем", - резюмирует Йенс Шмидт. Именно по этой причине SWG не будет возводить на берегу Лана чисто функциональное квадратное бетонное здание. Вместо этого будет создано функциональное здание, которое также будет эстетически привлекательным и будет иметь большие круглые окна на фасаде, выходящем на проезжую часть. Маттиас Функ говорит об этом так: "Мы открываем вид на технологию и тем самым обеспечиваем прозрачность в самом прямом смысле этого слова. Наша цель с PowerLahn - сделать энергетический переход осязаемым здесь, на месте". Кроме того, SWG использует различные каналы для распространения информации по теме. В ближайшее время будет выпущен специально снятый фильм, в котором рассказывается о том, что именно будет создано, как работает установка и как она вписывается в существующую сеть централизованного теплоснабжения. Фильм является частью специального веб-сайта, который SWG использует для сопровождения проекта - он доступен по адресу www.stadtwerke-giessen.de/powerlahn.
Вывод: Благодаря проекту PowerLahn компания SWG выводит теплоснабжение Гиссена на совершенно новый уровень и значительно приближает его кCO2-нейтральности. Фактически, завод устанавливает новые стандарты в области устойчивого энергоснабжения и может служить примером для других компаний в других муниципалитетах.