Ochrona środowiska i ograniczenie emisji gazów cieplarnianych należą do priorytetów działań Unii Europejskiej. Dlatego nałożone na państwa członkowskie (w tym Polskę) normy dotyczące emisji zanieczyszczeń do atmosfery są bardzo surowe. Natomiast do najbardziej ekologicznych sposobów wytwarzania i transportu energii cieplnej należy korzystanie z odnawialnych źródeł energii oraz sieci ciepłowniczych. Przeczytaj, czym są sieci ciepłownicze i w jaki sposób przyczyniają się one do ochrony środowiska.

Sieć ciepłownicza — co to jest i jak jest zbudowana

Sieć ciepłownicza jest zespołem połączonych ze sobą urządzeń i instalacji służących do transportu energii cieplnej od źródła ciepła (ciepłowni lub elektrociepłowni) do węzłów ciepła odbiorcy (sieci komunalnej, przedsiębiorstwa) przy pomocy nośnika ciepła.
Wszystkie elementy sieci ciepłowniczej w procesie dystrybucji ciepła mają określone zadania.

Sieć ciepłownicza jest bardzo rozbudowanym systemem, w skład którego wchodzi wiele elementów służących do wytwarzania, transportu oraz odbioru energii cieplnej. Wszystkie części sieci ciepłowniczej w procesie dystrybucji ciepła mają określone zadania. Do głównych składowych sieci ciepłowniczej należą:

• Źródło ciepła — czyli produkujące energię cieplną elektrociepłownię lub ciepłownie. Ciepło wytwarzane jest tam w procesie ogrzewania paliw (takich jak węgiel, gaz ziemny). Nowoczesne sieci ciepłownicze korzystają z odnawialnych źródeł, czyli energii wiatrowej, wodnej i geotermalnej.
• Instalacja transportująca ciepło — sieć połączonych ze sobą rur i przewodów, które transportują ciepło w postaci gorącej wody lub pary ze źródła ciepła do odbiorców końcowych.
• Sieć węzłów cieplny – czyli sieć urządzeń lub instalacji, których zadaniem jest rozdzielenie dostarczonego siecią ciepła do poszczególnych gałęzi odbiorczych. Sieć węzłów cieplnych reguluje temperaturę czynnika grzewczego i kontroluje bezpieczeństwo pracy poszczególnych urządzeń i całego procesu rozdziału energii. Najczęściej stosowanymi urządzeniami w węzłach ciepła są płytowe wymienniki ciepła;
• Sieć rozdzielcza — jest systemem rur i przewodów, które rozdzielają ciepło w do poszczególnych obiektów.
• Przyłącza i instalacja odbiorcze — mogą znajdować się one w wewnątrz lub na zewnątrz budynku odbioru ciepła.
• System pomiaru i regulacji — jest przeznaczony do zarządzania oraz utrzymania ustalonego poziomu bezpieczeństwa. Jego zadaniem jest kontrolowanie przepływu energii, ciśnienia i temperatury w całej sieci ciepłowniczej.

Rodzaje sieci ciepłowniczych

Istnieje kilka kryteriów klasyfikacji sieci ciepłowniczej, najczęściej dzieli się je ze względu na:

• wielkości i rodzaj odbiorcy: przemysłową, miejską, lokalną i mikro sieć;
• techniki grzewczej: wodne, parowe i mieszane o niskich i wysokich parametrach;
• wysokości temperatury: wysokotemperaturowa (powyżej 100°C), średniotemperaturowa (od 70°C do 100°C) i niskotemperaturowa (poniżej 70°C);
• liczbę przewodów w układzie: sieci wodne jednoprzewodowe i wieloprzewodowe, sieci parowe jednoprzewodowe i wieloprzewodowe oraz sieci mieszane;
• źródła energii: zasilana energią termiczną uzyskiwaną ze spalania paliw kopalnianych lub odnawialnych źródeł ciepła.

Jakie źródła energii stosuje się w sieciach ciepłowniczych?

W sieciach ciepłowniczych wykorzystywane są różne źródła energii cieplnej. Do najbardziej powszechnych źródeł energii związanych z sieciami ciepłowniczymi zalicza się:

• paliwa kopalne: węgiel, gaz ziemny (podczas spalania wytwarzają one szkodliwy dwutlenek węgla);
• biomasa: drewno, odpady rolnicze, biogaz (biomasa jest źródłem energii odnawialnej);
• odpady komunalne: odpady komunalne mogą być spalane w instalacjach generujących odpady na energię (WtE), dzięki temu wytwarzają ciepło, które może być wykorzystywane w sieci ciepłowniczej.
• odnawialne źródła energii: energia geotermalna (pochodzi z wnętrza Ziemi i może służyć do ogrzewania wody, która jest następnie dystrybuowana w sieci ciepłowniczej) energia słoneczna i wiatrowa.

Sieci ciepłownicze i odnawialne źródła energii, czyli ekologiczne rozwiązania

Używane w celu pozyskania ciepła źródła kopalne takie jak węgiel i gaz ziemny podczas spalania emitują do atmosfery duże ilości dwutlenku węgla.

Natomiast w związku z koniecznością dostosowania się do norm i zasad dotyczących emisji spalin i ochrony środowiska wprowadzonych przez Unię Europejską kluczowym aspektem stało się wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii.

Zastąpienie paliw kopalnych energią wytwarzaną z zasobów naturalnych (energią geotermalną, z biomasy, wiatrową, wodną, słoneczną) niweluje powstawanie tzw. gazów cieplarnianych (m.in. CO², metanu, podtlenku azotu) w atmosferze.

Dlatego sieci ciepłownicze są bez wątpienia sprzymierzeńcem w walce ze smogiem. Albowiem energia, z której korzystają sieci ciepłownicze, zazwyczaj pochodzi ze źródła ciepła, które podlega koncesjonowaniu, a także spełnia warunki norm dotyczących wielkości dopuszczalnych emisji pyłów i gazów. Obowiązujące przepisy narzucają odpowiednią wysokość komina oraz konieczność stosowania instalacji do oczyszczania spalin, a przestrzeganie odpowiednich norm kontroluje Wojewódzka Inspekcja Ochrony Środowiska.

Sieci ciepłownicze w porównaniu z indywidualnymi układami ogrzewania mają znacznie większe ograniczenia emisji szkodliwych związków. Taka sytuacja ma miejsce, ponieważ wyposażone są one w bardziej zaawansowane urządzenia do kontroli warunków wytwarzania ciepła i emisji zanieczyszczeń. Dodatkowo istniejące sieci ciepłownicze umożliwiają wykorzystanie nie tylko obecnie dostępnych, lecz także przyszłych odnawialnych źródeł energii.

Ponadto sieci ciepłownicze są także bardzo wygodne dla odbiorców, którzy nie muszą zajmować się czynnościami związanymi z ogrzaniem wody i doprowadzeniem ciepła do kaloryferów.