JAKIE POMPY w neutralnej klimatycznie gospodarce Polski w 2050 r.?
W Unii Europejskiej obowiązuje uchwalony w grudniu 2019 r. Europejski Zielony Ład – strategia służąca osiągnięciu neutralności klimatycznej Europy do 2050 roku. To ogromne wyzwanie dla przemysłu, w tym także dla pomp funkcjonujących w całej gospodarce.
Europejski Zielony Ład to ukoronowanie „walki ze zmianami klimatycznymi”, przez:
• drastyczne ograniczenie emisji CO2 przez przemysł, transport, gospodarstwa domowe, a zwłaszcza energetykę,
• przyjęcie pakietu propozycji Fit for 55 (lipiec 2021), celem wzmocnienia UE jako światowego lidera klimatycznego; pakiet zakłada zmniejszenie do 2030 r. emisji CO2 o co najmniej 55% w porównaniu do 1990 r.
Aktualnym, dotkliwym efektem powyższego jest zwłaszcza reforma handlu uprawnieniami do emisji CO2 powodująca wzrost ich cen (w niektórych przewidywaniach – nawet do 200 €/t) i wycofywanie uprawnień bezpłatnych.
Neutralność klimatyczna jest rozumiana jako równowaga (zerowy bilans) między emitowaniem gazów cieplarnianych a ich składowaniem lub pochłanianiem przez zbiorniki wodne, lasy czy gleby. Problem polega na tym, że poszczególne państwa UE różnie rozumieją ową neutralność, stosują różne sposoby jej liczenia i wskazują różne momenty osiągnięcia. Brak precyzyjnych wskaźników dotyczących neutralności klimatycznej będzie zapewne powodem dążenia do całkowitego wyeliminowania emisji gazów cieplarnianych, zwłaszcza emisji CO2, przez energetykę, ciepłownictwo i przemysł [1].
Mimo skokowego wzrostu cen paliw, w 2021 i zwłaszcza 2022 r., Komisja Europejska podtrzymuje na razie te założenia, trochę tylko odsuwając w czasie (na razie?) wymagania likwidacji elektrowni węglowych i modyfikując niechętny stosunek do siłowni jądrowych. Konsekwencje mogą być dla Polski wręcz dramatyczne, zarówno pod względem bezpieczeństwa energetycznego, jak też dostępności i cen energii elektrycznej (e.e) czy ciepła.
Jak bronić się przed negatywnymi skutkami transformacji energetycznej?
Możliwe są tu różne racjonalne działania w całej gospodarce.
W obszarze wytwarzania: trzeba bronić się przed modelem „100% e.e. z OZE” – znaczną część e.e. powinny wytwarzać elektrownie jądrowe o mocy ≥ 15 GW. W obszarze użytkowania – trzeba zmniejszać zapotrzebowanie na e.e. i ciepło, przez:
• znacznie większe niż dotąd wykorzystanie potencjału efektywności energetycznej we wszystkich procesach produkcyjnych i eksploatacyjnych,
• ograniczenie marnotrawienia energii, w wyniku masowej produkcji wyrobów niskiej jakości, jednorazowego użytku, nienaprawialnych lub niepotrzebnych (reklama + moda),
• masowe stosowanie małych, rozproszonych odnawialnych źródeł energii (OZE), pomp ciepła i znacznie większe wykorzystanie energii geotermalnej.
Płyną stąd konkretne wymagania także dla pomp funkcjonujących w całej gospodarce:
• dalsza poprawa efektywności energetycznej, nie tylko samych pomp, ale zwłaszcza całych instalacji pompowych [2], [3]; kluczową kwestią jest tu racjonalny dobór pomp,
• poprawa niezawodności pracy pomp/obiektów pompowych, zmniejszająca zużycie energii na różne procesy związane z naprawami i usuwaniem skutków awarii,
• optymalne, komputerowe sterowanie pracą instalacji pompowych („inteligentne pompy” – dobre opomiarowanie i oprogramowanie).
JAKIE POMPY BĘDĄ POTRZEBNE W 2050 R.
Pompy, w rosnącej ilości, będą potrzebne w całej gospodarce, choć w wielu przypadkach trzeba je będzie dostosowywać do zmieniających się potrzeb. Są to w szczególności:
• pompy w energetyce i ciepłownictwie,
• pompy w gospodarce wodno-ściekowej,
• pompy przemysłowe (przemysł chemiczny, ciężki, rolno-spożywczy,...),
• pompy ogólnego zastosowania,
• pompy w rolnictwie,
• pompy odwadniające tereny i przeciwpowodziowe,
• pompy geotermalne,
• pompy w różnych instalacjach związanych z OZE,
• różne małe pompy w gospodarstwach domowych.
Pompy w energetyce i ciepłownictwie
Największe zmiany będą wynikiem przewidywanej, choć odsuniętej na razie w czasie, likwidacji elektrowni węglowych. Dotyczy to zwłaszcza wielkości, parametrów pracy i rozwiązań konstrukcyjnych pomp zasilających w blokach energetycznych.
Pompy zasilające i inne pompy w elektrowniach gazowo-parowych, także: wodorowo-parowych
W okresie przejściowym, który może zostać znacznie skrócony ze względu na wielki wzrost cen gazu ziemnego, mają funkcjonować głównie elektrownie na gaz ziemny. W miarę odchodzenia od paliw kopalnych i narastania problemu magazynowania dużych ilości e.e., wytwarzanej bardzo nierównomiernie przez elektrownie wiatrowe i fotowoltaiczne, będą zapewne budowane elektrownie wodorowo-parowe, jako elementy magazynów energii. Ze względu na koszty i logistykę nie wchodzi raczej w rachubę magazynowanie elektrochemiczne.
Rozwiązania konstrukcyjne pomp zasilających są takie, jak pomp w blokach węglowych, inne pozostają tylko parametry pracy. Ponieważ moc turbiny parowej ≈ 1/3 mocy bloku, więc wydajność pompy zasilającej, odpowiadająca mocy turbiny, będzie odpowiednio mniejsza. Wysokość podnoszenia jest podobna, jak w elektrowni węglowej. Pompy kondensatu i wody chłodzącej są podobne do pomp w takiej elektrowni, mając odpowiednio mniejsze wydajności.
Komentarze