Stadtwerke Gießen будує до червня 2026 року завод iKWK, який субсидується державою. В її основі - три великі теплові насоси, які видобувають тепло з річки Лан.
Декарбонізація виробництва тепла в Німеччині вважається експертами ключовим компонентом національного енергетичного переходу. Компанія Stadtwerke Gießen (SWG) переслідує цю мету набагато довше, ніж політики. Протягом десятиліть SWG працює над поступовим скороченнямвикидів CO2, пов'язаних з виробництвом теплової енергії. Нинішній великий проект ідеально вписується в цю стратегію: установка iKWK PowerLahn. iKWK означає інноваційне комбіноване виробництво теплової та електричної енергії, а назва PowerLahn говорить сама за себе. Три великі теплові насоси, які використовують воду річки Лан як джерело тепла, складають основу установки.
Термін iKWK, запроваджений політиками, означає поєднання трьох в основному добре відомих і перевірених технологій, які можуть бути субсидовані. Така комплексна система повинна складатися з високоефективної когенераційної системи, елемента перетворення енергії в тепло (P2H) та інноваційного теплогенератора. В якості і-компонентів можна розглядати сонячну теплову енергію, геотермальну енергію або теплові насоси. "Ми вирішили об'єднати дві когенераційні установки, електричний котел і три теплові насоси типу "вода-вода", - пояснює концепцію Маттіас Функ, технічний директор SWG.
Математичні розрахунки
З огляду на необхідні інвестиції, більшість систем iKWK можуть працювати економічно ефективно лише за умови державних субсидій. Однак їх отримання зазвичай виявляється справжнім викликом. Недостатньо просто мати необхідні компоненти. Необхідно також відповідати іншим суворим критеріям. Наприклад, модуль P2H повинен забезпечувати щонайменше 30 відсотків теплової потужності ТЕЦ. Крім того, теплові насоси повинні бути спроектовані та експлуатуватися таким чином, щоб вони забезпечували щонайменше 35% тепла, виробленого блоками ТЕЦ щороку. "Тут наші інженери повинні були зробити дуже точні розрахунки. Як з точки зору самих специфікацій, так і подальшої експлуатації, - згадує Маттіас Функ. Зокрема, вони прийшли до наступного результату: SWG встановлює дві когенераційні установки, кожна з яких має електричну потужність 4,5 мегават і теплову потужність 4,7 мегават. Модуль P2H забезпечує 2,7 мегават теплової потужності. А три теплові насоси забезпечують 1,774 мегават кожен, але працюватимуть лише з квітня по вересень - тобто, коли вони працюють особливо ефективно завдяки високій температурі води.
Ці пояснення вже самі по собі ілюструють складність, пов'язану з проектом iKWK. "Численні змінні, особливо на початку роботи, очевидно, все ще стримують багато компаній від більш детального вивчення цього питання", - припускає Маттіас Функ. Цю гіпотезу можна підтвердити двома деталями, пов'язаними з наданням грантів. Тендер на отримання субсидій - це, по суті, зворотний аукціон. Учасники подають заявки на фінансування, необхідне їм для ведення господарської діяльності. Найвигідніші пропозиції отримують контракт до тих пір, поки не закінчаться гроші. "Ми виграли тендер з майже максимальною субсидією - 12 центів за кіловат-годину електроенергії", - каже Єнс Шмідт, комерційний директор SWG. Крім того, SWG змогла виграти 40 відсотків бюджету, розподіленого по всій країні в цей тендерний період. Насправді, не було достатньої кількості претендентів, щоб розподілити всі наявні кошти.
Достатні фінансові ресурси та технічний досвід є необхідними, але недостатніми умовами для успіху такого проекту, як PowerLahn. "Такий проект неможливо реалізувати без відмінного проектного менеджменту, - переконаний Єнс Шмідт. Амбітний графік має бути дотриманий - за будь-яких обставин. "Оскільки ми використовуємо субсидоване фінансування, ми повинні ввести заводи в експлуатацію у визначений термін, - додає Єнс Шмідт. Тому що кожна затримка коштує реальних грошей.
Один фактор є особливо важливим для дотримання стислих термінів. Як і в інших будівельних проектах, SWG має отримати відповідні ліцензії на всі компоненти PowerLahn. Суть справи полягає в тому, що iKWK відкриває нові горизонти не лише для SWG, але й для відповідних органів влади. Той факт, що Лан є також федеральним водним шляхом, ще більше ускладнює ситуацію. "Від самого початку ми зосередилися на максимальній прозорості, перебуваємо в дуже тісному контакті з усіма залученими сторонами та обмінюємося інформацією якнайшвидше", - розповідає Єнс Шмідт, описуючи процес.
Активний захист клімату
Існує проста причина, чому SWG докладає таких величезних зусиль. "Ми вже багато років переслідуємо мету постійного скорочення використання викопного палива при виробництві тепла для централізованого теплопостачання. Якби не PowerLahn, ми б придумали щось інше, що було б настільки ж сприятливим для клімату", - пояснює Маттіас Функ. Насправді, SWG має модернізувати частину свого парку установок протягом наступних кількох років - зокрема, замінити дві газові турбіни та два парові котли. "У цьому відношенні фінансування систем iKWK стало для нас дуже вчасним", - згадує Йенс Шмідт.
PowerLahn також робить свій внесок у проект міста Гіссен, власника SWG. Муніципалітет поставив перед собою ще більш амбітні кліматичні цілі, ніж федеральний уряд, і прагне стати кліматично нейтральним до 2035 року. "Як традиційне муніципальне комунальне підприємство, ми, природно, несемо за це відповідальність. З PowerLahn ми робимо важливий внесок", - підсумовує Єнс Шмідт. Скорочення викидів вуглекислого газу, яке буде досягнуто завдяки проекту, підкреслює цю оцінку. У майбутньому три теплові насоси забезпечуватимуть близько десяти відсотків централізованого теплопостачання Гіссена - повністю без викидів. У порівнянні зі звичайними газовими котлами вони заощадять близько 7 767 тоннCO2 на рік.
Два місця розташування
Важливий критерій для отримання субсидії, який, ймовірно, багатьом важко виконати, не був проблемою для SWG з самого початку: всі компоненти повинні підключатися до однієї тепломережі. Оскільки SWG вже забудувала значну частину Гіссена відповідними трубами, інженери мали змогу планувати з урахуванням двох місць. "Це економить гроші та багато дозвільної роботи", - пояснює Маттіас Функ. Фактично, SWG має побудувати лише одну нову будівлю для теплових насосів. Вона будується неподалік від головного офісу SWG на іншому березі Лану. У двох кілометрах на південний захід по ходу руху ворон - на існуючій ТЕЦ Leihgesterner Weg - SWG встановить два високоефективних BHWK та модуль P2H. "Існуючі будівлі вже пропонують достатньо місця. Це спрощує багато речей, економить гроші, а також робить проект трохи більш стійким", - радіє Маттіас Функ. Адже кожен непотрібний кубометр бетону і кожна зекономлена тонна арматурної сталі економитьCO2.
Навколишнє середовище виграє вдвічі
Очікуване скороченнявикидів CO2 завдяки PowerLahn - не єдиний позитивний ефект для навколишнього середовища. Як уже згадувалося, три теплові насоси працюватимуть переважно в теплі місяці з міркувань ефективності. Це саме те, що покращує умови життя для багатьох видів тварин, що мешкають на Лані. Це пов'язано з тим, що зміна клімату призводить до того, що вода нагрівається частіше і сильніше, особливо влітку. Це не зовсім сприяє добробуту риб, равликів та інших мешканців. Чим вища температура, тим менше кисню може зв'язати вода. Теплові насоси протидіють цьому шкідливому розвитку подій. Адже вони витягують теплову енергію з річки і таким чином знову знижують температуру води. Це полегшує життя тварин у річці.
Однак SWG не задовольняється лише будівництвом та експлуатацією високоефективної, дружньої до клімату ТЕЦ. "Наша мета також полягає в тому, щоб зацікавити людей нашим проектом, залучити їх до його реалізації", - підсумовує Єнс Шмідт. Саме тому SWG не зводить на березі Лану суто функціональну, квадратну бетонну будівлю. Натомість буде створено функціональну будівлю, яка також буде естетично привабливою і матиме великі круглі вікна на фасаді, що виходять на проїжджу частину. Маттіас Функ пояснює це так: "Ми відкриваємо погляд на технологію і таким чином забезпечуємо прозорість у прямому сенсі цього слова. Наша мета з PowerLahn - зробити енергетичний перехід відчутним тут, на місці". Це також включає в себе використання SWG різних каналів для спілкування на цю тему. Незабаром з'явиться спеціально знятий фільм, який пояснить, що саме буде створено, як працює станція і як вона вписується в існуючу мережу централізованого теплопостачання. Фільм є частиною спеціального веб-сайту, який SWG використовує для супроводу проекту - доступний за адресою www.stadtwerke-giessen.de/powerlahn.
Висновок: Завдяки проекту PowerLahn компанія SWG виводить теплопостачання в Гіссені на абсолютно новий рівень і значно наближає його доCO2-нейтральності. Фактично, станція встановлює нові стандарти в галузі сталого енергопостачання, а також може слугувати прикладом для інших компаній в інших муніципалітетах.