Топлината, която днес изхвърляме, може да отоплява цели квартали
Анализът на доктор Борислав Колев демонстрира, че столицата всекидневно губи големи количества сила, които могат да понижат зависимостта от природния газ, да подобрят качеството на въздуха и да оказват помощ за стабилизирането на топлофикационната система.
Борислав Колев е създател в " Климатека ". Той е лекар по нуклеарна физика и има 20 години опит в енергетиката на всички равнища, в това число и като началник на производството на една от огромните енергийни компании у нас. Води образованията за търговия и взе участие в интернационалните работни групи в границите на общоевропейския борсов пазар на електрическа сила. Участвал е в създаването на доста от актуалните оферти за локални енергийни политики. В момента е специалист в “Българска самостоятелна енергийна борса ” и в комисията за “Инженерна инфраструктура и енергийно обмисляне ” към Столичен общински съвет.
Всяка зима софиянци се изправят пред еднакъв неминуем сюжет – растящи сметки за отопление, съществени финансови дефицити на „ Топлофикация София “ ЕАД и градски смог, кондензиран с фини прахови частици. Представете си, че вместо това топлофикационната услуга е най-изгодният метод за отопление и по тръбите тече вода, подгрята от слънцето, недрата на земята или от силата, която непрестанно изхвърляме – или така наречен отпадна топлота.
За хроничните проблеми главен принос има цялостната взаимозависимост на столичната топлопреносна система от природния газ като главно гориво. Докато стопанската система и екологията на града „ изгарят “ в тази взаимозависимост, големи количества топлинна сила от промишлеността и градската инфраструктура се изхвърлят всекидневно в околната среда под формата на отпадни газове и води.
Какво е отпадна топлота?
Отпадната топлота е енергийният еквивалент на преработването – наново потребление на към този момент създадена сила, която другояче би била изгубена. Така градът може да понижи разноските си за отопление и излъчванията и замърсяването.
Представете си топлината, която усещате зад работещ ледник или преносим компютър. Уредът не е основан да отоплява помещението, само че отделя топлота като неминуем непряк артикул от работата си. Същото се случва в заводите, центровете за данни, метрото и канализацията, единствено че в доста по-голям мащаб.
Отпадната топлота е:
изцяло безвредна за потребление – посредством топлообменници се извлича само топлината като физична сила, без разбъркване на води, газове или други потоци.
без спомагателни излъчвания – тя към този момент е създадена като непряк артикул от друга активност. Използването ѝ не изисква изгаряне на в допълнение гориво. Вместо да се създава нова топлота в Топлоелектрическа централа, се оползотворява сила, която другояче би била изхвърлена в околната среда.
Отпадна топлота с огромен капацитет
В града източниците на отпадна топлота са в обилие: фабрики, огромни центрове за данни, тунелите на метрото и даже водите в канализацията. Използването на отпадна топлинна сила от индустриалните процеси носи многопосочни изгоди.
Нейната себестойност е доста по-ниска от силата, създадена посредством обичайните мощности на природен газ. Интегрирането ѝ в системата непосредствено ще понижи разноските за гориво на „ Топлофикация София “, а това ще докара до по-добри ценови условия и ще подкрепи за стабилизиране финансовото положение на сдружението.
Децентрализирането на източниците на топлота разпределя натоварването в мрежата по-равномерно. Това понижава риска от повреди по остарелите тръбопроводи, лимитира претоварванията и удължава живота на оборудванията.
Освен за модернизиране на огромното градско парно, тези съоръжения могат да се употребяват и самостоятелно отвън съществуващата мрежа. Така се трансформират в ядро за развиването на така наречен плюсово енергийни общности (Positive energy districts), където силата се създава и употребява локално и стабилно.
Готова ли е София за европейските правила?
През 2027 година влиза в действие европейска инструкция, съгласно която най-малко 50% от силата в мрежите за отопление и изстудяване би трябвало да идва от възобновими източници или от отпадна топлота.
Днес „ Топлофикация София “ е надалеч от тази цел. Делът на възобновимите източници и отпадната топлота в системата е съвсем 0%.
В този смисъл оползотворяването на отпадната топлота е стратегическа нужда. То е в цялостен синхрон както с европейските условия за енергийна успеваемост, по този начин и с националната „ Всеобхватна оценка за капацитета на ефикасни районни отоплителни и охладителни системи “.
Фиг. 1. „ Триъгълник на ефикасното централно отопление и изстудяване “, употребен за оценка дали една топлопреносна система дава отговор на условията на директивата.
След 2027 година всички топлофикационни мрежи би трябвало да попадат в зелената област на диаграмата. Днес „ Топлофикация София “ остава покрай нулата по индикатора „ ВЕИ и отпадна топлота “ и е надалеч от условието за 75% високоефективна когенерация.
Тази концепция не е научна фантастика, налице е действителен казус в София: отпадната топлинна сила от инсинератора на Военномедицинска академия (ВМА) от дълги години се отдава в мрежата на „ Топлофикация София “. Това демонстрира, че моделът е вероятен и единствено би трябвало да се откри работеща формула и за двете страни.
Интерактивна карта на топлоизточниците на отпадна топлинна сила, която демонстрира, че действителните количества са повече в сравнение с допускаме. Данните за топлинна мощ са изчислени въз основа на обществени данни, преписка с част от фирмите и доближения от образци настоящи на други места по света.
Топлината от заводите
Заводи, консумиращи огромни количества изкопаем газ и инсинераторите на останалите огромни лечебни заведения употребяват високотемпературни пещи и котли в производството си и могат непосредствено да подгряват вода към топлофикационната мрежа. Техническото присъединение изисква относително лимитирани вложения от тяхна страна – главно за индустриални топлообменници към подаващите или връщащите магистрални тръбопроводи. Това може да се осъществя бързо, стига да има единодушие от оператора на топлофикационната мрежа.
Общата топлинна сила от три огромни завода, обсъждани в този разбор, е оценена на към 33 GWh за година. Тази сила може да зареди към 4 500 семейства в разнообразни елементи на града.
Тази сила е субпродукт от индустриалния развой на заводите. Ако тя се подава към потребителите, това ще спести към 40,7 GWh природен газ, 7 400 тона CO2eq. По междинни цени на “Булгаргаз ” за 2025 година и междинните цени за въглеродни квоти на второстепенен пазар, това може да се оцени на €2 млн. Така тази сила ще замести източниците на локално отопление в региона. Това ще има благоприятен резултат върху качеството на въздуха като понижи фините прахови частици в града.
Хранително-вкусовата промишленост и фармацевтичната промишленост също отделят задоволително отпадна топлота, с цел да бъдат използвани в топлофикационните мрежи или в обособени децентрализирани системи.
До публикуването на публикацията не беше получен отговор от потърсените компании за евентуалния рандеман на сила и по тази причина образци от тези промишлености не са залегнали в разбора.
Снимка на Taylor Vick / източник Unsplash
Цяла “Дружба ” може да се зарежда от центровете за данни
Сред най-перспективните източници на отпадна топлота са и изчислителните центрове или така наречен центрове за данни. Това е браншът с максимален капацитет поради бързите темпове на напредък в изчислителната мощност. Те са целогодишни и непрекъснати източници на вторична топлинна сила, която се отделя при непрекъснатото изстудяване на сървърните пространства. Техният топлинен товар не зависи от сезона, което ги прави идеални за базово, непрестанно зареждане на местни системи.
Тези с водно изстудяване доста по-ефективно отдават силата си към мрежата, спрямо въздушно. Отработеният флуид (нагрят въздух или вода) е с ниска температура 25-30℃. За да се интегрира в сградни съоръжения за отопление и битова гореща вода, които изискват температури към 55-60℃, системата разчита индустриални термопомпи и термични буфери.
По консервативна оценка 1MW непрекъсната отпадна топлота може да задоволи потребностите на към 20–22 огромни многофамилни здания или към 1500 жилището.
Анализът на географското систематизиране демонстрира, че целият жилищен комплекс „ Дружба “ може да бъде захранван от силата на центровете за данни, която сега се изхвърля свободно в атмосферата.
Една шахта на метрото може да стопли цяло учебно заведение
Енергията от градската инфраструктура – отпадни води и вентилационен въздух от подземни уреди, е разпределена и нискотемпературна. Канализационни води поддържат релативно непрекъсната температура през цялата година: 10-15℃ през зимата и до 20℃ през лятото (поради битовото ползване на топла вода).
В подземните тунели също се поддържа непрекъсната температура поради топлината от земните глъбини. Използват се високоефективни термопомпи („ вода-вода “ или „ въздух-вода “), които покачват температурата на флуида до нужните градуси за бита.
Термопомпите са като асансьор с противотежест. Когато затоплят вътрешните пространства, те лишават топлота от околната среда, употребявайки мощно охладения си работен флуид.
