Zabiegają o polskie rozwiązania w magazynowaniu ciepła i chłodu dla domów i biur

I w upały, i w mrozy lubimy czuć się komfortowo w pomieszczeniach, w których przebywamy. Jednak utrzymanie odpowiedniej temperatury wewnątrz budynku z wykorzystaniem procesów spalania paliw stałych wiąże się z emisją dwutlenku węgla i dużymi poziomami pyłów zawieszonych, które powodują smog i niekorzystnie wpływają na zdrowie. Narodowe Centrum Badań i Rozwoju poszukuje wykonawców gotowych podjąć się opracowania innowacyjnych, bezemisyjnych technologii. Chodzi o program Magazynowanie Ciepła i Chłodu, finansowany z Funduszy Europejskich. Nabór wniosków prowadzony będzie do 26 lipca br.

Chodzi o pobudzenie rozwoju naszego sektora producentów bezemisyjnych urządzeń grzewczych, aby rozbudowali swoje systemy o magazynowanie ciepła lub chłodu, ponieważ aktualnie stosowane rozwiązania pozostawiają wiele do życzenia tak w zakresie bilansu energetycznego, jak i emisyjności.

- Ponad 65 proc. gospodarstw domowych w Polsce jest ogrzewanych poprzez spalanie węgla lub drewna, a prawie cały chłód wytwarzają agregaty chłodnicze zasilane energią elektryczną, która w naszych warunkach pochodzi głównie z elektrowni spalających paliwa kopalne. Wiąże się to z powiększaniem emisji szkodliwych czynników do atmosfery oraz emisjami gazów cieplarnianych - czytamy w komunikacie prasowym.

NCBR informuje, że jednocześnie obserwujemy ciągły wzrost zapotrzebowania na ciepło i chłód, czego dowodem jest np. coraz większa liczba urządzeń klimatyzacyjnych w naszych domach i miejscach pracy. Eksperci zwracają uwagę, że wzmaga to obciążenie sieci elektroenergetycznej w krytycznych dla jej działania porach dnia, prowadząc do niekorzystnej sytuacji zarówno pod względem ekonomicznym, jak i środowiskowym. Rośnie ilość czynników chłodniczych, które często zawierają freony – gazy szczególnie groźne dla środowiska.

- Dlatego trzeba zrobić to inaczej. Jaki pomysł na transformację metodologii pozyskiwania i wykorzystywania ciepła i chłodu ma NCBR? W przedsięwzięciu badawczo-rozwojowym „Magazynowanie Ciepła i Chłodu” zostaną opracowane systemy do dwóch zastosowań: dla domu jednorodzinnego (w dwóch wariantach, w zależności od wskaźników energetycznych) i dla biurowca. W zapewnieniu niezbędnej energii do magazynowania ma pomóc instalacja OZE. Budżet przedsięwzięcia, finansowanego ze środków Funduszy Europejskich (POIR), wynosi 8,2 mln zł - czytamy.

NCBR informuje, że problem polega na tym, że tam gdzie stosowane są już technologie OZE, mamy do czynienia z cykliczną zmiennością efektywności układu, np. panele fotowoltaiczne czy kolektory słoneczne pracują tylko w dzień, generując wtedy dużo energii, która ulega rozproszeniu. W nocy zaś występuje jej niedobór. To dlatego możliwość czasowego magazynowania „zielonej” energii stanowi dziś jedno z kluczowych wyzwań światowej energetyki. Z gotowych rozwiązań, pozwalających na korzystanie ze zgromadzonych zasobów w czasie, kiedy wytwarzanie ciepła i/lub chłodu jest utrudnione lub generuje wyższe koszty, chętnie skorzysta zwłaszcza budownictwo.

– Uważamy, że w przyszłości budynki będą czerpać ciepło i chłód z prądu pochodzącego z odnawialnych źródeł energii, a do tego potrzebne są magazyny. Umożliwienie dzięki naszemu nowemu przedsięwzięciu okresowego przechowywania energii z OZE w postaci ciepła i chłodu pozwoli na rozwój takich technologii w sektorze budownictwa, a także w przemyśle zeroemisyjnym – mówi Wojciech Kamieniecki, dyrektor Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.

– Kiedy pomysły, plany i obliczenia, na które czekamy, zostaną potwierdzone wdrożeniem demonstratorów, nie tylko wzrośnie świadomość, dlaczego wykorzystanie magazynów ciepła i chłodu jest tak ważne, ale także spowoduje to przyspieszenie rozwoju rodzimego rynku tego rodzaju instalacji. Korzystanie w tym procesie z energii pochodzącej z odnawialnych źródeł pozwoli na zapewnienie ogrzewania lub chłodzenia w sposób nieszkodliwy dla środowiska, na czym nam wszystkim zależy – dodaje.

Eksperci NCBR zwracają uwagę, że rozwój energetyki opartej na źródłach odnawialnych w dużej mierze zależy od efektywności akumulacji energii. Nadwyżki energii pochodzące m.in. z OZE można przechowywać i użyć w okresie największego zapotrzebowania na ciepło lub chłód w okresie jej niedoboru, co wiąże się z drugą korzyścią – obniżeniem zapotrzebowania instalacji ogrzewania lub chłodzenia budynków na energię elektryczną.

Magazyny sprawdzą się też do pozyskiwania energii wtedy, gdy jest ona tańsza (np. przetwarzanie energii na ciepło w taryfie nocnej), i wykorzystywania jej w czasie, gdy trzeba by było za nią więcej zapłacić. Wśród potencjalnych zastosowań wskazuje się m.in. domy jednorodzinne, budynki użyteczności publicznej, biurowce, hotele, chłodnie i magazyny czy hipermarkety.

W przedsięwzięciu NCBR zaplanowano opracowanie technologii magazynowania ciepła i chłodu dla domów oraz biur w cyklu sezonowym oraz krótkoterminowym, czyli dobowym lub tygodniowym. Wariant sezonowy ma pozwolić na akumulację ciepła w miesiącach letnich i jego dystrybucję w okresie zimowym lub magazynowanie chłodu, kiedy jest zimno, i korzystanie z niego latem. Takie rozwiązanie umożliwi znaczne ograniczenie energii zużywanej do całorocznej klimatyzacji lub ogrzewania pomieszczeń. Magazyn krótkoterminowy (dobowy, tygodniowy) ograniczy pobór prądu potrzebny do produkcji ciepła lub chłodu w okresie, kiedy zapotrzebowanie na prąd jest największe oraz zoptymalizuje jej dobowy popyt.

Rozpowszechnienie tej technologii w domach jednorodzinnych to szansa na eliminację kotłów na paliwa kopalne, drewno czy biomasę.

W przedsięwzięciu Magazynowanie Ciepła i Chłodu zostaną przeprowadzone prace badawczo-rozwojowe w formule zamówienia przedkomercyjnego (PCP), które umożliwią opracowanie innowacyjnej technologii magazynów energii cieplnej i/lub chłodniczej, zintegrowanych z instalacjami ogrzewania i chłodzenia budynków, wykorzystującej energię z instalacji OZE.

Zasobniki mają się cechować m.in. wysoką sprawnością ładowania i oddawania ciepła i chłodu, minimalnymi stratami, a także optymalną kubaturą dla ostatecznego zastosowania. Powinny być nieszkodliwe dla środowiska i oczywiście bezpieczne dla użytkowników.

Zaletą opracowywanej technologii będzie inteligentny system, samodzielnie wybierający najkorzystniejsze taryfy, przez co użytkownicy będą płacić niższe rachunki za prąd. W ramach projektu planowane jest opracowanie magazynu ciepła lub chłodu o największym potencjale rynkowym i korzystnym wpływie na środowisko, z możliwością recyklingu urządzenia w 100 proc. po 25 latach użytkowania.

W sumie, na ponad 2-letnie prace, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju przeznaczy 8,2 mln zł z Funduszy Europejskich: 7,2 mln w etapie pierwszym, w którym swoje konkurencyjne koncepcje przedstawi i doprowadzi do etapu prototypu maksymalnie 6 wykonawców, oraz 1 mln zł w etapie drugim, w którym powstaną i zostaną przetestowane na konkretnych obiektach demonstratory nowych technologii.