Elastyczna pompa ciepła z sezonowym magazynem ciepła i inteligentnym system zakupu energii elektrycznej w PEC Końskie

PSE zauważa, że ogrzewanie elektryczne, w szczególności pompy ciepła i klimatyzatory z funkcją grzania, zmienia dobowy profil zużycia energii, przesuwając jego ciężar z wieczora na poranek i godziny dzienne. Z uwagi na temperaturę otoczenia pompy ciepła powietrze- woda  w  dzień, gdy jest cieplej niż w nocy, pompa ciepła pracuje efektywniej. W efekcie w styczniu br. było ono  w szczycie porannym 2-3 GW wyższe niż rok wcześniej.   

Ten efekt powoduje określone naprężenie w KSE, ale co ważniejsze - przy wymuszonej wzmożonej w sezonie grzewczym pracy źródeł wysokoemisyjnych - wzrost kosztów energii elektrycznej. Opisany problem wywołany jest zasadniczo przez indywidualnych użytkowników pomp ciepła, ale wkrótce może być wzmocniony przez instalowanie pomp ciepła w ciepłowniach miejskich, o ile będą budowane bez magazynów ciepła i będą eksploatowane niezależnie od ceny energii elektrycznej (pracujące w tradycyjnym modelu, w tzw. podstawie), dając kolejny  asumpt do wzrostu cen ciepła systemowego.

Ciepłownie z uwagi na posiadane inne źródła w systemie i większy profesjonalizm oraz dostęp do wyższej jakości pomp ciepła mogą jednak lepiej skorzystać z dość oczywistych zasad rynku energii i ominąć problem kosztów, generowania dodatkowych napięć w KSA oraz kanibalizacji pomoc ciepła (problem znany z wpływu prosumentów na warunki funkcjonowania duży farm PV).

Kompleksowe rozwiązanie w tym zakresie rozwija PEC Końskie, ze wsparciem IEO, proponując elastyczną pompę ciepła z sezonowym magazynem ciepła oraz innowacyjny system sterowania jej pracą. Sterowanie pracą pomp ciepła i magazynu ciepła różni się do standardowych rozwiązań, które zakładają maksymalne wykorzystanie pompy ciepła bez względu na koszt energii elektrycznej. Nowy model uwzględnia aktualny mix energetyczny w ciepłowni, emisyjność oraz prognozowany koszty zakupu i dystrybucji energii. Dzięki współpracy z sezonowym magazynem ciepła oraz elastycznymi źródłami szczytowymi (kotłami gazowymi), możliwe będzie optymalne bilansowanie systemu przy jednoczesnym utrzymaniu stabilnych parametrów sieci ciepłowniczej.

Poniższy wykres obrazuje uporządkowaną krzywą pokrycia całorocznego zapotrzebowania na ciepło z istotnym udziałem pompy ciepła, tak aby w efekcie optymalizacji, nie dokładała się do opisanego powyżej problemu, ale przede wszystkich aby pracowała efektywnie od strony ekonomicznej i obniżała cenę ciepła dla odbiorców (nie była źródłem wzrostu taryfy).

PEC Końskie jest dobrze przygotowany do elektryfikacji ciepłownictwa (P2H), w szczególności zielonej (gP2H) i inteligentnego  zakupu energii elektrycznej. Jest OSDn (łatwość uzyskania warunków przyłączenia do sieci) oraz spółką obrotu energią elektryczną.  Obecność spółki obrotu w strukturze PEC stwarza to łatwiejszą możliwości zakupu energii elektryczne po cenie dynamicznej  z gwarancjami pochodzenia energii GoO lub bez.

Mając już sezonowy magazyn ciepła typu  PTES, w przypadku planowanego, bardziej elastycznego i „łatwiejszego w obsłudze”  dodatkowego  kotła elektrodowego w grę wchodzi też tradycyjna umowa PPA „pay as produce” z wytwórcą energii z OZE (zakup z gwarancjami pochodzenia energii), a także jej bardziej elastyczne odmiany:

·        PPA dedykowana dla gP2H Flexible PPA (FPPA) z wolumen zdefiniowanym w określonych godzinach dostawy  (np. IV-IX oraz 11:00-15:00), wsparta drugą umową typu merchant PPA 

·        PPA dedykowaną dla gP2H Flexible PPA (FPPA) – wolumen zdefiniowany maksymalną ceną energii (prognozą) niższą, wraz z kosztami dostawy, od aktualnej taryfy na ciepło,  wsparta drugą umową typu merchant PPA 

Planowane przedsięwzięcie obejmuje budowę dwóch pomp ciepła typu powietrze-woda o łącznej mocy 3,5 MWth, współpracujących z sezonowym magazynem ciepła typu PTES o pojemności 42 tys. m³. Rozwiązanie to pozwoli na elastyczne zarządzanie produkcją ciepła ze wszystkich źródeł – w tym z kotła węglowego WR-15 – poprzez inteligentne dopasowanie pracy pomp ciepła do aktualnych warunków rynku energii elektrycznej.

Instytut Energetyki Odnawialnej jako doradca inwestycyjny, wcześniej  autor koncepcji rozwoju Koneckiego Klastra Energetycznego, planu transformacji ciepłowni w Końskich w oparciu o OZE oraz elektryfikacji wraz z modernizacją OSDn, przygotował studium wykonalności i wniosek o finansowanie elastycznej pompy ciepła z sezonowym magazynem ciepła. PEC Końskie w ramach kolejnego etapu modernizacji ciepłowni złożył wniosek o dofinansowanie w ramach programu priorytetowego „Ciepłownictwo powiatowe”, finansowanego KPO na zadanie „Budowa instalacji OZE z magazynem energii dla systemu ciepłowniczego miasta Końskie”.

Więcej o planach PEC Końskie w zakresie elektryfikacji ciepłowni  https://www.zec-konskie.pl/p,3,aktualnosci