Nowe lotnisko CPK z gigantycznymi pompami ciepła? Trwają konsultacje dotyczące systemu energetycznego

CPK rozpoczęło konsultacje dotyczące systemu energetycznego przyszłego lotniska Port Polska. Spółka analizuje wykorzystanie wielkoskalowych pomp ciepła, które mogłyby odpowiadać za ogrzewanie i chłodzenie części kompleksu lotniskowego. To technologia stosowana już na lotniskach i w miejskich systemach ciepłowniczych, ale w Polsce wciąż mało obecna w debacie publicznej.

Spółka Centralny Port Komunikacyjny opublikowała informację o wstępnych konsultacjach rynkowych dotyczących Centrów Energetycznych dla sieci ciepłowniczej 5. generacji. Mają one być zdecentralizowanymi źródłami ciepła i chłodu dla obiektów powiązanych z nowym portem lotniczym.

Wśród analizowanych rozwiązań są wielkoskalowe pompy ciepła: gruntowe, powietrzne oraz typu woda–woda. Planowane prace obejmują również instalacje z otworowymi wymiennikami ciepła dla gruntowych pomp ciepła. CPK chce sprawdzić dostępne na rynku technologie, ich efektywność, możliwości integracji oraz koszty budowy i późniejszej eksploatacji.

fot.: Bezolejowa, hermetycznie uszczelniona sprężarka silnika HOFIM® znajduje się w centrum przemysłowego systemu pomp ciepła MAN Energy Solutions w Esbjerg.

Jak ogrzać i schłodzić nowe lotnisko

Dla większości osób pompa ciepła kojarzy się z urządzeniem montowanym przy domu jednorodzinnym. W przypadku CPK mowa jednak o zupełnie innej skali. Wielkoskalowe pompy ciepła mogą pracować dla całych zespołów budynków, dzielnic, kampusów, zakładów przemysłowych, portów i miejskich sieci ciepłowniczych.

Ich zasada działania jest inna niż w klasycznej kotłowni. Pompa ciepła nie spala paliwa, ale pobiera energię z otoczenia: gruntu, wody, powietrza, ścieków albo ciepła odpadowego. Następnie podnosi temperaturę tej energii i przekazuje ją do instalacji grzewczej. Ten sam system może również działać odwrotnie, czyli odbierać nadmiar ciepła z budynków i zapewniać chłodzenie.

W praktyce oznacza to, że energia, która w tradycyjnych systemach zostałaby utracona, może zostać wykorzystana ponownie. Ciepło odbierane z chłodzonych budynków może trafić do tych części kompleksu, które wymagają ogrzewania. Właśnie na tym polega jedna z największych zalet sieci ciepłowniczych 5. generacji.

fot.: CMTA Inc. Strefa pomp ciepła zlokalizowana w głównym centralnym zakładzie użyteczności publicznej lotniska. Wszystkie pokazane jednostki mają ekonomizery nad wodą i są "bliźniacze", aby zwiększyć zarówno wydajność systemu, jak i odporność.

Lotnisko pracuje przez całą dobę

W przeciwieństwie do większości budynków lotnisko nie funkcjonuje wyłącznie w godzinach pracy. Terminale pasażerskie, centra logistyczne, parkingi, hotele, biurowce i obiekty techniczne działają przez całą dobę. Oznacza to duże zapotrzebowanie na energię zarówno zimą, jak i latem.

Nowoczesne lotnisko musi nie tylko ogrzewać tysiące metrów kwadratowych powierzchni, ale również zapewniać klimatyzację, chłodzenie serwerowni, wentylację oraz stabilne warunki pracy dla systemów technicznych. Część budynków może wymagać intensywnego chłodzenia, podczas gdy inne będą potrzebowały ogrzewania.

To właśnie dlatego inwestorzy coraz częściej szukają rozwiązań pozwalających jednocześnie produkować ciepło i chłód w ramach jednego systemu. Sieć 5. generacji ma umożliwiać wymianę energii pomiędzy budynkami o różnych potrzebach energetycznych.

fot.: na podstawie © MAN Energy Solutions — Największa na świecie pompa ciepła wody morskiej oparta na CO2 firmy MAN Energy Solutions po raz pierwszy dostarcza ciepło do Esbjerg

To nie są urządzenia znane z domów

Domowa pompa ciepła ma zwykle moc od kilku do kilkunastu kilowatów. Wielkoskalowe instalacje wykorzystywane w europejskich miastach osiągają moce liczone w dziesiątkach megawatów. Różnica jest więc liczona nie w procentach, ale w tysiącach razy większej skali działania.

Domowa pompa ciepła ogrzewa jeden budynek. Wielkoskalowa może ogrzewać fragment miasta albo cały kompleks infrastrukturalny.

Takie instalacje często mieszczą się w osobnych budynkach technicznych przypominających niewielkie elektrociepłownie. W ich wnętrzu pracują sprężarki, wymienniki ciepła oraz systemy sterowania zarządzające przepływem energii pomiędzy wieloma obiektami jednocześnie.

Istotną rolę mogą odgrywać również otworowe wymienniki ciepła. Są to odwierty wykonywane na znaczną głębokość, pozwalające wykorzystywać energię zgromadzoną w gruncie. W niektórych systemach grunt pełni również funkcję magazynu energii – nadmiar ciepła może być tam gromadzony latem i odzyskiwany zimą.

fot.: na podstawie Kentuckiana Aerial Photography — Studnie geotermalne 500 stóp poniżej lotniska Louisville Muhammad Ali, oznaczone na pomarańczowo, wspierają system, który ogrzewa i chłodzi.

Tak działa to już na lotnisku w USA

Dobrym przykładem jest Louisville Muhammad Ali International Airport w Stanach Zjednoczonych. Tam system geotermalnych pomp ciepła ogrzewa i chłodzi terminal Jerry E. Abramson. Według Departamentu Energii USA jest to jeden z największych projektów geotermalnych na amerykańskim lotnisku.

Skala instalacji pokazuje, o jakim typie technologii mówimy. System w Louisville obejmuje 648 odwiertów geotermalnych o głębokości 500 stóp, czyli około 152 metrów, oraz 82 geotermalne pompy ciepła. Instalacja obsługuje terminal o powierzchni ponad 412 tys. stóp kwadratowych, czyli około 38 tys. metrów kwadratowych.

Według lotniska w Louisville technologia jest już uruchomiona i pracuje w terminalu. Port podkreśla, że jest to największe pole geotermalne na lotnisku w USA, a jego celem jest ograniczenie zużycia paliw kopalnych i emisji gazów cieplarnianych.

To ważny przykład, bo pokazuje, że pompy ciepła w lotnictwie nie są wyłącznie koncepcją z prezentacji technicznych. Mogą pracować w realnym porcie lotniczym, obsługując ogrzewanie i chłodzenie dużej infrastruktury pasażerskiej.

fot.: Port Polska

Europa też korzysta z takich instalacji

W Europie podobne rozwiązania działają również poza lotniskami. W duńskim Esbjerg uruchomiono wielką pompę ciepła wykorzystującą wodę morską z Morza Północnego. Instalacja ma zasilać miejski system ciepłowniczy i zastępować część produkcji ciepła opartej wcześniej na paliwach kopalnych.

W Sztokholmie duże pompy ciepła od lat są częścią miejskiego ogrzewania. Wykorzystują energię zawartą w wodzie, ściekach oraz innych źródłach niskotemperaturowych. Dzięki temu część zapotrzebowania na ciepło można pokrywać bez spalania paliw.

Podobne projekty rozwijane są również w Hamburgu, Wiedniu, Paryżu i Berlinie. Coraz częściej wykorzystuje się tam energię pochodzącą z oczyszczalni ścieków, procesów przemysłowych oraz centrów danych. Serwerownie, które jeszcze niedawno były traktowane wyłącznie jako odbiorcy energii, stają się dziś również jej źródłem.

W Polsce wielkoskalowe pompy ciepła dopiero zaczynają pojawiać się na większą skalę. Powstają pierwsze projekty wykorzystujące energię ze ścieków, wód opadowych i ciepła odpadowego. Branża ciepłownicza traktuje je jako jedno z rozwiązań, które w przyszłości mogą ograniczyć zużycie paliw kopalnych i koszty produkcji ciepła.

fot.: Port Polska

CPK pyta rynek o najlepsze rozwiązania

CPK nie przesądza jeszcze o ostatecznym kształcie systemu. Konsultacje mają pomóc w doprecyzowaniu założeń technicznych, sprawdzeniu dostępnych technologii, ich efektywności, możliwości integracji oraz kosztów budowy i późniejszej eksploatacji.

Do udziału w konsultacjach mają zostać zaproszeni wykonawcy, producenci, dostawcy, biura projektowe oraz integratorzy systemów energetycznych i automatyki. Spółka dopuszcza również udział podmiotów posiadających specjalistyczną wiedzę potrzebną do przygotowania przyszłego postępowania zakupowego.

Termin zgłaszania wniosków o udział w konsultacjach upływa 30 czerwca. Rozmowy z rynkiem mają rozpocząć się 1 lipca.

Jeżeli analizowane rozwiązania zostaną wdrożone, Port Polska może stać się jednym z największych w kraju przykładów zastosowania sieci ciepłowniczej 5. generacji i wielkoskalowych pomp ciepła. Nie chodzi więc wyłącznie o techniczne zaplecze lotniska, ale o technologię, która może w najbliższych latach coraz częściej pojawiać się także w Polsce.wielkoskalowych pomp ciepła. Nie chodzi więc wyłącznie o techniczne zaplecze lotniska, ale o technologię, która może w najbliższych latach coraz częściej pojawiać się także w Polsce.w najbliższych latach coraz częściej pojawiać się także w Polsce.wielkoskalowych pomp ciepła. Nie chodzi więc wyłącznie o techniczne zaplecze lotniska, ale o technologię, która może w najbliższych latach coraz częściej pojawiać się także w Polsce.