Анализ на института Fraunhofer IEG показва, че повечето въглищни електроцентрали, които доставят и топлоенергия, могат да бъдат заменени с големи термопомпи. Местоположенията им предлагат достатъчно топлинни източници, за да покрият нуждите.
До 2045 г. Федерална република Германия планира да преминава изцяло към отопление без емисии на CO2. Това обаче е истинско предизвикателство, тъй като голяма част от топлоенергията все още се произвежда от въглища. Затова изследователите от Института за енергийна инфраструктура и геотехнологии (IEG) на Fraunhofer проучиха възможностите, които големите термопомпи предлагат за декарбонизация на топлоенергийните мрежи.
Икономически пречки, подложени на анализ
В центъра на проучването беше, наред с другото, въпросът как големите термопомпи могат да използват естествени и промишлени източници на топлина за климатично неутрално отопление. Освен това изследователите анализираха настоящите икономически пречки. В резултат на това бяха направени предложения за по-нататъшно развитие на икономическите рамкови условия за използването на големи термопомпи.
В началото обаче беше направен анализ колко въглища всъщност се използват за централно отопление. Според данни на Федералната агенция по енергетика в Германия има 123 енергийни блока, които извличат топлина. Това е по-голямата част от 141-те въглищни котли, които все още са в експлоатация в цялата страна. Тези инсталации за комбинирано производство на топлинна и електрическа енергия, работещи с изкопаеми горива, трябва да бъдат напълно подменени в рамките на следващите 20 години.
Заместване на всички въглищни електроцентрали
Алтернатива на производството на топлинна енергия от изкопаеми горива е използването на естествени източници на топлина като въздух, вода и геотермална енергия, подчертават учените от Fraunhofer IEG. Освен това, индустриалната отпадъчна топлина, комбинирана с големи термопомпи, може да осигури значителна част от топлоенергията за централно отопление и по този начин да допринесе за декарбонизация на топлоснабдяването по тръбопроводи. Проучванията показват, че те могат да заменят частично или напълно съществуващите електроцентрали като източник на топлина.
Налични са достатъчно източници на топлина
При анализа на потенциала на големите термопомпи в доставките на топлоенергия, изследователите от Fraunhofer IEG проучиха дали съществуващите източници на топлина в осем примерни електроцентрали са подходящи за такива приложения. Те анализираха какъв дял от търсенето на топлина могат да покрият тези големи термопомпи. Експертите са оценили тяхната пригодност въз основа на времевата и пространствената наличност на естествени източници на топлина, температурните нива, както и характеристиките на мрежата.
Резултатите показват, че в много случаи нискотемпературните източници на топлина са лесно достъпни. Те могат да служат като източник на топлина за големи термопомпи и по този начин да покриват частично или дори изцяло потребностите от топлоснабдяване в Германия.
Местоположението и инфраструктурата са от решаващо значение
Въпреки това, наличността на топлинна енергия от естествени и изкуствени източници зависи в голяма степен от местоположението. Географското положение и наличната инфраструктура на електроцентралите играят важна роля за по-нататъшното използване. „С големи термопомпи естествените източници на топлина могат да се използват ефективно и постепенно да заменят производството на топлина от въглища“, обяснява Аня Ханске, ръководител на изследователския проект FernWP, който се осъществява под ръководството на Fraunhofer IEG.
Ефективното използване е възможно
Това отваря нови перспективи за устойчиво централно отопление, казва тя. Изследователите са показали, че големите термопомпи са много по-гъвкави в експлоатацията си в сравнение с конвенционалните технологии. Те могат да работят с различни източници на топлина и да ги използват ефективно. По този начин могат да предлагат зелено топлоснабдяване според изискванията на мрежите за централно отопление. Освен това големите термопомпи ефективно интегрират възобновяеми енергийни източници. Тази ефективност може да бъде допълнително повишена чрез намаляване на температурата на подаване в топлопреносните мрежи.
Налице е достатъчен потенциал
При използването на тази технология обаче трябва да се отчитат специфичните условия в различните региони на Германия. Към тях спадат гъстотата на населението и вече съществуващата инфраструктура. За преминаването от въглища към големи термопомпи са необходими съответните инвестиции за преустройство на електроцентралите. Ако обаче в близост до електроцентралите има източници на топлина – било то течащи или повърхностни води, геотермална енергия или слънчева енергия – тези източници предлагат достатъчен потенциал за преминаване към големи термопомпи и за тяхното икономично експлоатиране.
Снимка: Aalborg CSP.