Zakłady wodociągowo-kanalizacyjne poszukują sposobu na drożejący prąd i inwestują w OZE. Nieszablonowy przykład z ostatnich dni to pozyskiwanie energii elektrycznej z wody.
/>
W szczecińskim Zakładzie Produkcji Wody „Pomorzany” kilka dni temu uruchomiona została turbina wodna. Urządzenie wraz z generatorem umieszczono we wnętrzu magistrali wodociągowej, którą płynie woda z jeziora Miedwie do Szczecina. Do produkcji energii wykorzystuje ono spadek grawitacyjny (różnica poziomów między Miedwiem a zakładem uzdatniania wody wynosi ok. 30 metrów). Moc urządzenia to ok. 140 kW, co pozwoli w ciągu roku wyprodukować ok. 800 MWh energii elektrycznej. Jak wylicza zakład, oszczędności z tego tytułu wyniosą rocznie ok. 350 tys. zł netto. Inwestycję udało się zrealizować dzięki wsparciu z Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko w ramach działania 2.3 „Gospodarka wodno-ściekowa w aglomeracjach”.
Wiodący prosument
Grzegorz Wiśniewski, prezes Instytutu Energetyki Odnawialnej, podkreśla w rozmowie z DGP, że dla zakładów wodociągowo-kanalizacyjnych koszt energii stanowi dużą część wartości usługi dostarczenia wody i odprowadzenia ścieków. I jeśli nie uda im się go obniżyć, to muszą go przerzucać na wszystkich klientów, w tym mieszkańców. A taki projekt, jak ten szczeciński, pozwala obniżyć rachunek wodociągów za energię.
Ekspert podkreśla, że przedsiębiorstwa użyteczności publicznej jako pierwsze zaczęły inwestować w źródła prosumenckie i umiejętnie korzystały z funduszy unijnych. Według niego ponad 60 proc. firm wodociągowych wytwarza zieloną energię. – Wodociągi stały się m.in. wiodącym prosumentem biznesowym w fotowoltaice i biogazie, dzięki czemu mogły ograniczać koszty zakupu droższej energii konwencjonalnej – nie ma wątpliwości Grzegorz Wiśniewski. Duże zaangażowanie w przedsięwzięcia OZE potwierdza też Tadeusz Rzepecki, prezes Tarnowskich Wodociągów i przewodniczący Rady Izby Gospodarczej „Wodociągi Polskie”. W tej chwili ok. 120 oczyszczalni ścieków prowadzi np. fermentacje osadów ściekowych metodą mezofilową (w temperaturze 35 st. C). Odzyskują ten sposób energię w ilości od ok. 40 proc. potrzebnej do działania oczyszczalni do nawet 200 proc. w Tychach (piszemy o tym poniżej). – Na te 120 obiektów 4‒5 jest traktowanych jako samowystarczalne energetyczne – twierdzi Tadeusz Rzepecki.
Biogaz w natarciu
Tym, co obecnie najbardziej pomaga oczyszczalniom w pozyskiwaniu energii, jest biogaz wytwarzany z osadów ściekowych. Może być on przerabiany na prąd i ciepło, a po oczyszczeniu nawet wprowadzany do sieci gazowej. Ten ostatni sposób wymaga jednak skomplikowanych i wciąż kosztownych zabiegów i, jak twierdzi Tadeusz Rzepecki, nie jest jeszcze efektywny ekonomicznie. Ale niedługo może się to zmienić, bo UE, stawiając na ograniczenie paliw kopalnych, zmusza firmy zajmujące się gazem do korzystania z OZE. Ale na razie nie ma jeszcze u nas aukcji na biogaz.
Plusem biogazu jest także to, że energię pozyskuje się ciągle, nie ma uzależnienia od warunków zewnętrznych, jak przy fotowolatice. Jeśli jednak jakiś zakład chce wytwarzać z biogazu więcej niż 40 proc. energii potrzebnej mu do działania, to powinien zdobyć osady lub odpowiednie odpady z zewnątrz. Tarnowska oczyszczalnia przyjmuje np. osady z 31 okolicznych oczyszczani i wytwarza 70 proc. potrzebnej jej energii. Z kolei zakład w Mielcu wykorzystuje złom z wytwórni lodów, czyli takie resztki, które nie nadają się do spożycia, ale stanowią wysokoenergetyczną frakcję. Takim „energetyzujacym” osady odpadem może być także frytura, czyli zużyte przez gastronomię oleje, oraz resztki z przemysłu owocowo-warzywnego i tłuszczowego.
Prymusem w pozyskiwaniu energii z biogazu na krajową i europejską skalę jest Regionalne Centrum Gospodarki Wodno-Ściekowej SA w Tychach, będące spółką miejską. Wytwarza aż 200 proc. energii odnawialnej, czyli dwukrotnie więcej niż potrzeba do jej funkcjonowania. Na co jest przeznaczana nadwyżka? Otóż oczyszczalnia na zlecenie miasta wybudowała park wodny, który jest zasilany energią z biogazu przekształcaną na energię elektryczną przy pomocy dwóch generatorów. Z kolei energia odpadowa, czyli ciepło, wykorzystywana jest do podgrzewania wody w niecce basenu. Obiekt powstał kosztem 114,6 mln zł brutto. Własny prąd pozwala zaoszczędzić ok. 4,5 mln zł rocznie.
Dużo miejsca na panele
Wodociągi korzystają też z fotowoltaiki, choć raczej wspomagająco i przede wszystkim latem. Niektóre elektrownie słoneczne w zakładach wodociągowo-kanalizacyjnych mają już całkiem dużą moc, np. stacja uzdatniania wody w Szczecinie ma na swoim terenie instalację o mocy 2 MW. W Rzeszowie moc elektrowni to ok. 1 MW. Czy to opłacalne? Zdaniem przedstawiciela branży tak, jeżeli uda się uzyskać na ten cel jakąś dotację. I widać wyraźnie, że oczyszczalnie takie inwestycje realizują, korzystając z różnych środków pomocowych. Coraz częściej spotyka się je także w niewielkich, gminnych obiektach, np. na terenie oczyszczalni ścieków w Żarkach zamontowano 156 paneli fotowoltaicznych o mocy 40 kW, w śląskich Wojkowicach uruchomiono farmę fotowoltaiczną na działce przylegającej do oczyszczalni. W obu przypadkach udało się pozyskać dofinansowanie. Z kolei w Sławie (woj. lubuskie) stanęło 800 paneli o mocy 200 kW, co w całości zaspokaja potrzeby energetyczne oczyszczalni, a nawet pozwala na sprzedaż nadwyżki prądu do sieci państwowej.
O panele zabiega również Warszawa. Do końca 2022 r. Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji ma wybudować za prawie 40 mln zł netto instalacje fotowoltaiczne o całkowitej mocy ok. 6,7 MW. W pierwszym etapie mają być one umieszczone na dachach stacji pomp „Powiśle” i pompowni „Nowodwory” . A następnie zostaną zainstalowane w oczyszczalniach: „Czajka”, „Południe”, „Dębe” oraz w zakładzie północnym w Wieliszewie i stacji strefowej „Białołęka”. Fundusze unijne mają pokryć 63 proc. kosztów.
Wykorzystać wodę
Energię można też wytworzyć przy pomocy turbiny umieszczonej w wodociągu lub innej instalacji z wodą użytkową. – Te systemy nazywa się systemami odzysku energii. Stają się one coraz bardziej popularne, ale niestety nie wszędzie można je zrealizować, bo wymagane są konkretne warunki techniczne, tj. odpowiednia różnica poziomów – mówi Ewa Malicka, prezeska Towarzystwa Rozwoju Małych Elektrowni Wodnych. Na tym opiera się pomysł Szczecina; z podobnego patentu korzystają zakłady wodociągowe w Toruniu i Krakowie. – Nie przeprowadzono dotychczas analizy potencjału hydroenergetycznego w tym zakresie, ale w naszej ocenie takich instalacji mogłoby być przynajmniej dziesięć razy więcej – uważa Ewa Malicka. I wyjaśnia, dlaczego do tej pory w Polsce pozyskiwanie energii wodnej w magistralach wodociągowych było ograniczone. – Wynikało to z restrykcyjnej definicji energii wodnej w ustawie o OZE. Jeszcze kilka lat temu za energię odnawialną w przypadku hydroenergii uznawano tylko energię spadku rzek. Tę definicję udało się zmienić dopiero pod wpływem wyroku Trybunału Sprawiedliwości UE z 2 marca 2017 r. o sygn. C-4/16 – mówi Ewa Malicka. Chodziło o uznanie turbiny zamontowanej przy zrzucie ścieków za hydroelektrownię uprawnioną do korzystania z systemu wsparcia OZE. Dziś, jak dodaje ekspertka, jest dobry czas na stawianie turbin przez zakłady kanalizacyjne, bo można na ten cel znaleźć wsparcie z unijnych funduszy spójności.
Poza turbinami na rurach doprowadzających wodę możliwe jest montowanie ich także przy wylocie ścieków. Taką w ramach projektu „Energetycznie pasywna oczyszczalnia ścieków Wodociągi Krakowskie” uruchomiono w 2016 r. w oczyszczalni Płaszów.
Pompa ciepła też się sprawdzi
Paweł Lachman, prezes zarządu Polskiej Organizacji Rozwoju Technologii Pomp Ciepła, podaje jeszcze jeden sposób na odzysk energii z wody lub ścieków. To pompy ciepła. – Technologie te mocno potaniały i ich stosowanie staje się opłacalne – mówi ekspert. Tłumaczy, że woda przesyłana w gruncie jest stabilnym źródłem ciepła, a zwrot z inwestycji można osiągnąć w ciągu 4‒5 lat. Pierwsze przykłady już w Polsce są. Budynek stacji uzdatniania wody w Gliwicach ogrzewany jest z własnej kotłowni wodnej pompowej, wyposażonej w pompę ciepła typu woda/woda. Energia pobierana jest z przepływającej przez nią wody uzdatnionej. Na pompę kierowane jest mniej niż 10 proc. produkowanej wody, która po oddaniu ciepła wraca do sieci. W pompie schładza się tylko o ok. 1 st. C, ale z uwagi na dużą ilość tej wody pozyskana energia pozwala na pokrycie potrzeb ogrzewania całego budynku. Z kolei w Czorsztynie pompy ciepła zainstalowane są na ściekach o temperaturach 7‒8 st. C. Po przetworzeniu ciepło wykorzystywane jest do produkcji ciepłej wody użytkowej i do ogrzewania.
Przepisy blokują
– Z reguły wytwarzana w ten sposób energia jest zużywana przez zakłady, które montują u siebie turbiny, bo zazwyczaj zużywają one więcej energii, niż w ten sposób produkują – wyjaśnia Ewa Malicka. Nie musi być sprzedawana na aukcjach OZE, przez co producent nie musi się dostosowywać do ich wymogów. Podobnie, choć z innej strony, patrzy na to Tadeusz Rzepecki. – Generalnie można powiedzieć, że wciąż nieopłacalne jest sprzedawanie energii do sieci. Czyli najlepiej jest wykorzystać energię w swoim obiekcie – dodaje. Ekspert zwraca uwagę na dużą biurokrację przy prowadzeniu tego typu inwestycji. – Na każdą produkcję energii, nawet na potrzeby własne, musimy uzyskiwać koncesje. To kłopotliwa sprawa, bo trzeba zgromadzić bardzo wiele dokumentów. No i bardzo skomplikowana jest też sprawozdawczość. Trudno się nawet temu dziwić, skoro dla energii, również wytwarzanej na potrzeby własne przedsiębiorców, jest naliczana akcyza. Odprowadzana do Skarbu Państwa, mimo że prąd nie jest nikomu sprzedawany – dodaje prezes Tarnowskich Wodociągów. Zwraca też uwagę, że praktycznie nie ma możliwości, żeby oczyszczalnia mogła sprzedawać prąd np. własnej gminie. – Choć w UE mówi się o tym, żeby była możliwość lokalnej sprzedaży od małych operatorów do sąsiadów, to u nas spółdzielnie i klastry dopiero raczkują. A taka możliwość bardzo by się przydała – przekonuje Rzepecki.
opinia eksperta
Barierą są niewiedza i środki finansowe
Michał Tarka partner w kancelarii SMM Legal w Poznaniu
Jeśli chodzi o wykorzystywanie OZE przez przedsiębiorstwa wodociągowo-kanalizacyjne, czy szerzej przez samorządy, to widzę dwie podstawowe bariery, obie pozaprawne – finansową, bo pieniądze z obecnej perspektywy unijnej się kończą, i organizacyjno-szkoleniową. Ta druga jest kluczowa. Samorządom brakuje wiedzy, jak zabrać się za przygotowanie odpowiedniego modelu korzystania z OZE, zgromadzenie dokumentów niezbędnych do realizacji zamierzeń. Z kolei jeśli chodzi o kwestie prawne, to samorząd, czy raczej spółki z jego udziałem, mogą realizować każdą inwestycję OZE na takich zasadach, jak inni uczestnicy tego rynku, czyli jak przedsiębiorcy, i przystąpić do systemu wsparcia. Uważam, że obecnie ten system jest atrakcyjny, rozbudowany i otwarty. W zależności od źródła jest nim taryfa gwarantowana albo system aukcyjny. No i system prosument czy spółdzielnie energetyczne przy mniejszych inwestycjach. Oczywiście do tego trzeba uzyskać koncesję na wytwarzanie energii przy większych inwestycjach, ale daje ona prawo także do sprzedaży.
Rosnącym potencjałem, jakim w zakresie OZE dysponują oczyszczalnie, są osady ściekowe, a w przypadku samorządów także frakcja biodegradowalna odpadów komunalnych lub łączenie osadów z odpadami bio. Jeżeli spojrzymy na system wsparcia dla produkcji energii, to obecnie szkoda je spalać. Bardzo istotna staje się bowiem produkcja biogazu. Dzisiaj Europejski Bank Inwestycyjny nie chce już finansować wyłącznie kopalnych źródeł energii, do których zalicza się gaz ziemny czy LNG, potrzebna jest do tego domieszka OZE, a tę stanowi właśnie biometan uzyskiwany z biogazu. Takie kraje jak Dania, Francja, Włochy czy Niemcy już się do tego stosują. My też będziemy musieli, a wówczas zapotrzebowanie na biogaz z sieci będzie znacząco wzrastać.
Niski potencjał hydroenergetyki
Potencjał energii wodnej jest oceniany w Polsce o wiele niżej niż innych źródeł odnawialnych i wygląda na to, że hydroenergetyka nie będzie miała znacznego udziału w krajowym miksie energetycznym. We wnioskach prognostycznych do projektu polityki energetycznej Polski oszacowano, że w 2040 r. produkcja energii wodnej i z wody przepompowanej wyniesie tylko 4,6 terawatogodzin, podczas gdy ze słońca 14,8, a z wiatru 55,2. W wyniku rozstrzygnięcia zeszłorocznych aukcji OZE może powstać ok. 2,2 GW nowych mocy w wiatrakach, 0,9 GW w fotowoltaice i tylko niecałe 20 MW w pozostałych odnawialnych technologiach.