Zmiana – to jedyna rzecz stała w naszej rzeczywistości. Daje nam możliwość adaptacji i znalezienie optymalnego rozwiązania. Obecnie największym wyzwaniem dla przedsiębiorstw wodociągowych jest energochłonność procesów i obiektów, a energia to jeden z najpoważniejszych kosztów operacyjnych „pewików. Nie bez znaczenia jest także dyktowany przepisami wzrost standardów oczyszczania ścieków, co powoduje dalszy wzrost zapotrzebowania na energię. Biorąc pod uwagę stałość popytu na czystą wodę, efektywność energetyczna zyskuje coraz bardziej na znaczeniu.

Zaczęło się od audytu

– W tarnogórskim PWiK proces zmiany zaczęliśmy od wykonania wewnętrznego audytu energetycznego – mówi Radosław Czajka, wiceprezes Przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji w Tarnowskich Górach. – Przeprowadziliśmy audyt dla systemów oczyszczania ścieków, dzięki czemu stało się możliwe określenie energochłonności procesów oczyszczania oddzielnie dla każdego z zarządzanych przez nas obiektów. Zaczęliśmy od podstaw. Zdecydowaliśmy się na inwestycję w źródła odnawialne i budowę farm fotowoltaicznych na obiektach oczyszczalni ścieków. Był to pierwszy krok postawiony w celu obniżenia kosztów i w kierunku tworzenia obiektów samowystarczalnych energetycznie.

Pierwsza analiza efektywności energetycznej poszczególnego obiektu miała wymiar dość ogólny. Następnie zbadano wartości wskaźników konsumpcji energii dla całego procesu oczyszczania ścieków, z rozbiciem na godziny. Dopiero analiza energochłonności poszczególnych etapów procesu dała konkretne informacje pokazujące, w którym momencie na danej oczyszczalni występuje największa konsumpcja energii i jaka jest wtedy cena zużycia. Podobną analizę przeprowadzono dla instalacji farm fotowoltaicznych: ile energii wytwarza farma w danym momencie dnia i w jakiej cenie oddawana jest do sieci nadprodukcja. Zestawienie tych danych pomogło przygotować realny bilans energetyczny, indywidualny dla każdej oczyszczalni.

– Z zestawienia danych wyraźnie wynikało, że cena zakupu energii nie bilansuje nam się z ceną sprzedaży – mówi wiceprezes Czajka. – Oddawaliśmy energię do sieci, kiedy cena za 1 MWh była niska, a kupowaliśmy po znacznie wyższej cenie jednostkowej. Patrząc na to przez pryzmat prowadzonej działalności biznesowej, mimo zainwestowania w  farmę po prostu na tym traciliśmy. Dopiero szczegółowe analizy wyraźnie pokazały nam potencjał, jaki daje racjonalne zarządzanie zużyciem energii elektrycznej na obiektach oczyszczalni, możliwość dalszej optymalizacji tych procesów. W przypadku PWiK w Tarnowskich Górach dalszą zmianą i optymalizacją jest rozszerzenie instalacji fotowoltaicznych o magazyny energii.

Nadwyżka do sieci

Posiadając instalację farm fotowoltaicznych bez dodatkowego magazynu, wyprodukowaną nadwyżkę energii oddajemy bezpośrednio do sieci energetycznej, a  w  przypadku potrzeby poboru wraca do nas jedyne 80% oddanej mocy. Magazyn energii jest rozwiązaniem, które pozwala zatrzymać całą nadprogramową energię na danym obiekcie i wykorzystać ją w  momentach zwiększonej konsumpcji. Sprzyja to optymalizacji kosztów, ale także niezależności i samowystarczalności energetycznej obiektów. Daje ponadto zabezpieczenie przed wahnięciami mocy czy wręcz przerwami w dostawie energii, co w działalności operacyjnej działów oczyszczalni ścieków jest niezwykle istotnym aspektem. Dobór tego rozwiązania zależy od indywidualnych potrzeb danego obiektu oraz możliwości jakie daje zainstalowana infrastruktura fotowoltaiczna.

Zakłady produkujące energię

Oczyszczalnie ścieków coraz częściej nazywane są zakładami produkującymi energię. Zaczynają być postrzegane nie tylko przez pryzmat jej konsumpcji, ale i produkcji w takim zakresie, by nadwyżkę oddawać do sieci miejskiej. Ścieki bowiem zawierają znaczne ilości energii, którą można wykorzystać, aby uczynić gospodarkę ściekową neutralną energetycznie.

Wykorzystanie potencjału energii ze ścieków przy pomocy pompy ciepła jest rozwiązaniem już stosowanym na oczyszczalniach w Polsce. Ścieki bowiem charakteryzują się nie tylko dużą pojemnością cieplną i gęstością, ale także wysoką temperaturą. Przyjmuje się, że w miesiącach zimowych przekracza ona zwykle 10°C, a w letnich 20°C. Temperatura ścieków jest determinowana nie tylko porą roku, ale również dnia (nocą, gdy ilość odprowadzanych ścieków jest mniejsza, ich temperatura jest zwykle o 2-3°C niższa w porównaniu z godzinami dziennymi). Nie mniej ważny jest etap procesu oczyszczania, gdyż ścieki surowe mają wyższą temperaturę niż oczyszczone. Dodatkowym atutem tego źródła ciepła, jest ładunek ścieków oraz fakt, że są doprowadzane na oczyszczalnię w sposób regularny.

– Nie ulega wątpliwości, że odzysk ciepła ze ścieków surowych jest alternatywą w pozyskiwaniu „zielonej energii”. Jednak wciąż rodzi się pytanie czy proces obniżenia temperatury ścieków w celu uzyskania energii nie wpłynie negatywnie na efektywność usuwania substancji o charakterze biogennym – mówi Radosław Czajka. – Z technicznego punktu widzenia, praca pompy ciepła bazuje na ściekach surowych. Trzeba więc uwzględnić etap filtrowania z większych nieczystości, aby chronić wymienniki i samą pompę przed zapychaniem. Jest to rozwiązanie, które pomaga zoptymalizować źródła energii, a także będzie miało wpływ na wzrost wskaźników samowystarczalności energetycznej oczyszczalni. Jednak kluczowym projektem jest dla nas biogaz i wykorzystanie jego potencjału na potrzeby kogeneracji w celu produkcji energii elektrycznej i ciepła. Na tym nie poprzestaniemy i  mamy projekt stworzenia na „Centralnej” oczyszczalni ścieków w Tarnowskich Górach instalacji, w której biogaz będzie oczyszczany do jakości gazu ziemnego (ponad 97% CH4). Dysponujemy już koncepcją projektu, tak samo jak technologią, którą chcemy użyć na naszym obiekcie. Teraz czekamy na regulacje prawne, które określą zasady odsprzedaży gazu do sieci – dodaje wiceprezes PWiK.

NASTĘPNA STRONA