Janusz SKOREK
Jacek KALINA

Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Œl¹ska, Gliwice

POTENCJA£ ZASTOSOWANIA PALIW
GAZOWYCH DO ROZPROSZONEGO,
SKOJARZONEGO WYTWARZANIA ENERGII
ELEKTRYCZNEJ I CIEP£A W POLSCE

Streszczenie. W pracy przedstawiono wyniki analizy potencja³u

rynku polskiego w zakresie mo¿liwoœci zastosowania paliw gazowych
do rozproszonego wytwarzania energii elektrycznej i ciep³a w technolo-
gii skojarzonej. Omówiono g³ówne obszary zastosowañ gazowych
uk³adów kogeneracyjnych i dla wiêkszoœci z nich przedstawiono czynni-
ki warunkuj¹ce powodzenie projektów inwestycyjnych. Dokonano ta-
k¿e oceny potencja³u mocy elektrycznej jaka mo¿e zostaæ zainstalowa-
na w danym sektorze gospodarki. Przedstawiono tak¿e dane dotycz¹ce
rozwoju rozproszonej kogeneracji gazowej w innych krajach Unii Euro-
pejskiej, oraz porównano je z sytuacj¹ w Polsce.

POTENTIAL FOR GAS SUPPLIED DISTRIBUTED, COMBINED
HEAT AND POWER GENERATION IN POLAND

Summary. The analysis of Polish market potential for appliation

of gas supplied, distributed CHP plant is presented in the paper. The
main areas of application of CHP plants are are described and the fac-
tors which influences the economical profits are analysed. The results
of analysis of the electric power which can be installed within given
sectors of national economy is also presented. Situation of the CHP

PRACE IMiUE i ITC POLITECHNIKI ŒL¥SKIEJ

2005

Miêdzynarodowa III Konferencja Naukowo-Techniczna 2005
E N E R G E T Y K A

G A Z O W A

Prof. dr hab. in¿. Janusz SKOREK jest Kierownikiem Zak³adu Termodynamiki i Energety-
ki Gazowej w Instytucie Techniki Cieplnej Politechniki Œl¹skiej, 44-101 Gliwice, ul. Konar-
skiego 22, e-mail: [e-mail], Dr in¿. Jacek KALINA jest adiunktem w
Zak³adzie Termodynamiki i Energetyki Gazowej w Instytucie Techniki Cieplnej Politechni-
ki Œl¹skiej; 44-101 Gliwice, Konarskiego 22

market in several countries of European Community was presented
and compared to the Polish circumstances.

DAS POTENTIAL DER ANWENDUNG DER GASBRENNSTOFFE
IN DER ZERSTREUTEN WÄRME-KRAFT-KOPPLUNG IN POLEN

Zusammenfassung. In der Arbeit stellte man vor Ergebnisse der

Analyse des Potentiales des polnischen Marktes in Bereich der Mögl-
ichkeit der Anwendung von Gasbrennstoffen zur zerstreuten Erzeu-
gung in Wärme-Kraft-Kopplungs-Verfahren. Man besprach Hauptge-
biete der Anwendungen der mit Gas befeuerten Wärme-Kraft-Kop-
plungs-Anlagen und für Mehrheiten stellte man vor Faktoren des be-
dingenden Erfolgs der Anlageentwürfe. Man vollendete auch Schätz-
ungen des Potentiales der elektrischen Leistung welche kann vielleicht
in gegeben Sektor der Wirtschaft eingeführt werden. Man stellte vor
auch den Entwicklungsstand der zerstreuten Energieerzeugung in an-
deren Ländern Europäischen Union und verglich man es mit der Lage
in Polen.

1. Wprowadzenie

Zainteresowanie gazowymi uk³adami kogeneracyjnymi w Polsce pojawi³o

siê w po³owie lat dziewiêædziesi¹tych ubieg³ego wieku. W roku 1997 Ustawa
„Prawo energetyczne” wprowadzi³a uregulowania prawne, które teoretycznie
stworzy³y korzystne warunki do wprowadzania do krajowej energetyki no-
wych technologii wytwórczych. Jedn¹ z takich technologii jest skojarzone wy-
twarzanie ciep³a i energii elektrycznej w rozproszonych obiektach ma³ej
mocy, zasilanych gazem ziemnym.

Technologia ta posiada wiele korzystnych aspektów technicznych, energe-

tycznych i ekologicznych. Z drugiej jednak strony liczne przeszkody organiza-
cyjno-prawne a z drugiej strony stosunkowo niekorzystna struktura cen no-
œników energii w kraju powoduj¹, ¿e obecna liczba pracuj¹cych obiektów jest
ma³a, przy stosunkowo du¿ym potencjale.

W chwili gdy rynek otworzy³ siê dla niezale¿nych wytwórców energii, poja-

wi³y siê na nim nowe technologie, pozwalaj¹ce lokowaæ uk³ady wytwórcze bli-
sko odbiorców energii, przejmuj¹c w ten sposób czêœæ rynku dotychczas zare-
zerwowanego dla du¿ych, monopolistycznych dostawców. Gazowe uk³ady ko-
generacyjne stanowi³y tu jedn¹ z najbardziej obiecuj¹cych technologii. Liczne
przedsiêbiorstwa energetyczne, firmy doradcze i projektowe rozpoczê³y bada-
nia i prace studialne nad wprowadzeniem tej technologii na rynek. Opubliko-
wano wiele prac, raportów i analiz dotycz¹cych efektywnoœci technicznej
i ekonomicznej projektów w tym obszarze, jak równie¿ uwarunkowañ praw-

216

Janusz Skorek, Jacek Kalina

nych i politycznych jakie powinny byæ spe³nione by technologia osi¹gnê³a suk-
ces rynkowy.

W dalszej czêœci pracy przedstawiono próbê analizy potencja³u rynku pol-

skiego w zakresie mo¿liwoœci rozwoju technologii gazowych uk³adów skoja-
rzonych. Przedstawiono i omówiono sytuacjê obecn¹. Wytypowano g³ówne ob-
szary zastosowañ. W ka¿dym z nich przedstawiono czynniki warunkuj¹ce po-
wodzenie projektów inwestycyjnych. Dokonano tak¿e zgrubnej oceny poten-
cja³u w postaci mocy elektrycznej zainstalowanej jaka mo¿e zostaæ ulokowana
w danym sektorze. Przedstawiono tak¿e doœwiadczenia innych krajów oraz
porównano je z sytuacj¹ polsk¹.

2. Zastosowania gazowych uk³adów kogeneracyjnych

oraz potencjalny rynek w Polsce

Potencjalny rynek gazowych uk³adów kogeneracyjnych w Polsce przedsta-

wia siê stosunkowo obiecuj¹co. Wed³ug ró¿nych szacunków eksperckich w ga-
zowych uk³adach rozproszonych ma³ej mocy mo¿e zostaæ zainstalowana moc
elektryczna od 400 do 1400 MW co stanowi obecnie od 1,1 do 4% mocy zainsta-
lowanej w systemie energetycznym.

Mo¿liwe zastosowania gazowych uk³adów rozproszonych ma³ej mocy na

rynku polskim s¹ takie same jak w innych krajach europejskich, równie¿ tych
gdzie technologia ta odnios³a znacz¹cy sukces komercyjny (Wielka Brytania,
Niemcy, Holandia). Uwzglêdniaj¹c jednak¿e specyfikê gospodarki kraju nale-
¿y stwierdziæ, ¿e z ca³¹ pewnoœci¹ pewne typy projektów realizowane bêd¹
czêœciej ni¿ inne.

Ma³e uk³ady kogeneracyjne znajduj¹ zastosowanie zazwyczaj w miejscach,

gdzie przez odpowiednio du¿¹ liczbê godzin w roku wystêpuje odpowiednio
wysokie zapotrzebowanie na ciep³o i energiê elektryczn¹. Zapotrzebowanie to
zazwyczaj zmienia siê w poszczególnych godzinach doby, a charakter tej
zmiennoœci uzale¿niony jest od pory roku i procesów realizowanych w zasila-
nych obiektach. Zmiennoœæ i wielkoœæ zapotrzebowania na noœniki energii
maj¹ czêsto wp³yw zarówno na sukces projektu inwestycyjnego, jak równie¿
na wielkoœæ i konfiguracjê uk³adu kogeneracyjnego. Uk³ady CHP najczêœciej
znajduj¹ zastosowanie w takich obiektach, jak:
– ma³e elektrociep³ownie zawodowe,

– szpitale,

– uniwersytety i szko³y,

– oœrodki sportowe.

– biurowce.

– hotele.

– osiedla mieszkaniowe,

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

217

– lotniska,

– zak³ady przemys³owe,

– oczyszczalnie œcieków,

– szklarnie i suszarnie,

– uk³ady trójgeneracyjne.

Na rys. 1 oraz 2 pokazano strukturê rynku polskiego w roku 2003, przy

czym dane te dotycz¹ wy³¹cznie ma³ych uk³adów kogeneracyjnych (moc elek-
tryczna mniejsza od 1 MW) zasilanych wy³¹cznie gazem ziemnym.

Do wymienionych typowych zastosowañ gazowych uk³adów rozproszonych

z ca³¹ pewnoœci¹ nale¿y dodaæ uk³ady zasilane innymi gazami, a wiêc bioga-
zami (gaz fermentacyjny, gaz wysypiskowy, gazy syntezowe ze zgazowania
biomasy), metanowe gazy kopalniane oraz gazy przemys³owe.

2.1. Energetyka zawodowa

W sektorze energetyki zawodowej nie nale¿y spodziewaæ siê nag³ego przy-

rostu liczby obiektów, zasilanych gazem ziemnym, w których realizowane
bêd¹ procesy skojarzone. Obecnie bowiem w kraju ca³kowita moc elektryczna
zainstalowana wynosi oko³o 34,5 GW, a moc osi¹galna w systemie oko³o

218

Janusz Skorek, Jacek Kalina

Rys. 1. Ma³e gazowe uk³ady kogeneracyjne w Polsce zasilane gazem ziemnym – klasyfika-

cja ze wzglêdu na liczbê instalacji (w sumie 34 instalacje o mocy ³¹cznej 66,5 MW)

33,5 GW. Jednoczeœnie maksymalne obci¹¿enie systemu (moc wymagana)
kszta³tuje siê na poziomie 23 GJ co prowadzi do nadwy¿ek mocy osi¹galnej
w systemie na poziomie przewy¿szaj¹cym 30%. Jest to niew¹tpliwie jedna
z barier rozwoju nowoczesnych technologii energetycznych, zarówno w sa-
mym sektorze energetyki zawodowej jak równie¿ ca³ym systemie.

W kraju pracuje obecnie 55 elektrowni i elektrociep³owni zawodowych,

w których zainstalowana jest moc oko³o 31,5 GW. Znaczna czêœæ tych obiek-
tów jest znacznie zaawansowana wiekiem. Szacuje siê, ¿e oko³o 2200 MW
mocy elektrycznej zainstalowanej w elektrowniach oraz 650 MW mocy zain-
stalowanej w elektrociep³owniach powinno zostaæ wycofanych z systemu do
roku 2010. S¹ to g³ównie obiekty starsze ni¿ 30–40 lat. Kolejne uk³ady
o ³¹cznej mocy oko³o 14,2 GW mocy elektrycznej powinny zostaæ zlikwidowa-
ne na przestrzeni lat 2015–2025 [9]. Daje to potê¿ny potencja³ modernizacyj-
ny, w którym mog¹ mieæ udzia³ uk³ady skojarzone zasilane gazem ziemnym.
Mo¿liwe s¹ tu zarówno nadbudowy obiektów wêglowych modu³ami gazowymi
w uk³adzie równoleg³ym jak równie¿ inne konfiguracje (np. wykorzystanie
ciep³a odpadowego z cz³onu gazowego do podgrzewania wody zasilaj¹cej do
kot³ów).

Szczególnie ciekawe projekty, w których realizacji mo¿na wykorzystaæ tur-

biny gazowe czy silniki gazowe, to modernizacje elektrociep³owni zawodo-

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

219

Rys. 2. Ma³e gazowe uk³ady kogeneracyjne w Polsce zasilane gazem ziemnym – klasyfika-

cja ze wzglêdu na moc elektryczn¹ (w sumie 34 instalacje o mocy ³¹cznej 66,5 MW)

wych. Jak pokazuje doœwiadczenie, koniecznoœæ modernizacji nie wynika tu
jedynie z zawansowanego wiekiem parku maszynowego, lecz równie¿ ze
zmian jakie zasz³y na rynku ciep³a, zasilanym z elektrociep³owni. W przypad-
ku wiêkszoœci elektrociep³owni krajowych w ci¹gu ostatnich lat zmiany po
stronie odbiorów doprowadzi³y do znacznego zmniejszenia potrzeb cieplnych
w stosunku do projektowanych, przez co urz¹dzenia (g³ównie kot³y) czêsto
musz¹ pracowaæ poni¿ej minimum technicznego. Przejêcie najmniejszych
obci¹¿eñ przez modu³ gazowy pozwala czêsto rozwi¹zaæ problem prowadzenia
uk³adu w okresie letnim.

Zwykle w projektach modernizacyjnych realizowanych w energetyce zawo-

dowej moce elektryczne instalowanych modu³ów gazowych s¹ znacznie mniej-
sze od istniej¹cej czêœci wêglowej. Przyk³adowo w typowej elektrociep³owni
komunalnej, o ca³kowitej mocy cieplnej na poziomie 240 MW, przy wpasowa-
niu modu³u gazowego w podstawê wykresu uporz¹dkowanego jego optymalna
moc elektryczna mieœci siê w przedziale 10–30 MW [20, 8]. Przy 38 elektro-
ciep³owniach zawodowych, pracuj¹cych w systemie pozwala to oszacowaæ po-
tencja³ modernizacyjny w przedziale od 150 do 500 MW (przy za³o¿eniu, ¿e
tylko w po³owie obiektów wystêpuje koniecznoœæ modernizacji i mo¿na j¹ zre-
alizowaæ w oparciu o nadbudowê modu³em gazowym).

Jak do tej pory w ramach projektów modernizacyjnych istniej¹cych elektro-

ciep³owni zrealizowano projekty w EC Gorzów (blok z turbin¹ gazow¹ ABB
GT8C o mocy oko³o 53 MW), EC Rzeszów z turbin¹ gazow¹ V64.3A o mocy 67
MW, EC Zielona Góra, gdzie budowany jest blok gazowo-parowy w oparciu
o turbinê gazow¹ GE PG 9171E o mocy oko³o 123 MW. Zgodnie z wiedz¹ auto-
rów, w kolejnych kilku obiektach projekty takie s¹ brane pod uwagê.

Odrêbnym problemem w zakresie oszacowania potencja³u dla instalacji ga-

zowych uk³adów skojarzonych w sektorze energetyki zawodowej stanowi oce-
na mo¿liwoœci instalacji w systemie nowych bloków gazowych. Liczba tego
typu projektów jest naturalnie ograniczona istniej¹cym rynkiem odbiorców
ciep³a, których potrzeby mog¹ byæ zaspokojone przez planowane obiekty.
Analizuj¹c obecn¹ sytuacjê gospodarki krajowej, mo¿na stwierdziæ, ¿e w okre-
sie najbli¿szych kilkunastu lat nie nale¿y spodziewaæ siê znacznego wzrostu
zapotrzebowania na ciep³o w systemie. W zwi¹zku z czym nowe bloki gazowe
czy gazowo-parowe bêd¹ instalowane w miejsce wycofywanych z ruchu blo-
ków wêglowych. Podobne wnioski mo¿na wyci¹gn¹æ z lektury prognozowa-
nych kierunków rozwoju systemu energetycznego, sporz¹dzonych przez Pol-
skie Sieci Elektroenergetyczne S.A. [19]. Wyniki prognozowania rozwoju sys-
temu przedstawiono w tablicy 1.

W zakresie rozwoju uk³adów gazowych mo¿na, z lektury danych przedsta-

wionych w tablicy 1 mo¿na wyci¹gn¹æ kilka wniosków:
1) zauwa¿alny jest spadek mocy osi¹galnej, pochodz¹cej z uk³adów na wêgiel

kamienny i brunatny,

220

Janusz Skorek, Jacek Kalina

2) widoczny jest wyraŸny wzrost mocy osi¹galnej, pochodz¹cej z uk³adów ga-

zowych, przy czym jest on wy¿szy ni¿ obni¿enie mocy w uk³adach wêglo-
wych, a zatem uk³ady gazowe bêd¹ zaspokaja³y rosn¹ce potrzeby odbior-
ców. Wynika to z elastycznoœci ich pracy oraz mo¿liwoœci budowy obiektów
o stosunkowo ma³ej mocy (kilkunastu i kilkudziesiêciu MW) przez co ich
rozwój bêdzie dopasowany do wolnego ale systematycznego wzrostu mocy
wymaganej w systemie,

3) w najbardziej korzystnym scenariuszu rozwoju uk³adów gazowych ich

udzia³ w ca³kowitej mocy osi¹galnej w systemie nie przekroczy 4,1%
(³¹cznie z energetyk¹ odnawialn¹, gdzie technologia kogeneracji równie¿
znajduje zastosowanie).

Tablica 1

Przewidywana wielkoœæ mocy osi¹galnej w systemie oraz struktura wytwarza-

nia do roku 2015 wed³ug PSE S.A. [19]

Moce w elektrowniach

i elektrociep³owniach

2000

2005

2010

2015

Scenariusz

niski

Scenariusz

wysoki

Scenariusz

niski

Scenariusz

wysoki

Ca³kowita moc osi¹galna,
GW

30,8

32,1

32,0

32,8

33,9

36,2

Elektrownie na wêgiel
brunatny, GW

8,4

8,6

8,1

8,1

Elektrownie na wêgiel
kamienny, GW

15,5

20,1

19,3

19,0

Elektrociep³ownie na
wêgiel kamienny, GW

4,7

Elektrownie na gaz
ziemny, GW

0

0,3

2,2

3,0

4,5

5,5

Elektrociep³ownie na gaz
ziemny, GW

0,055

0,9

Elektrociep³ownie wodne,
GW

2,1

2,2

2,2

2,2

2,2

2,2

Inne, w tym energetyka
odnawialna, GW

0

0

0

0,4

0

1,5

Oprócz budowy ma³ych uk³adów gazowych w Polsce zrealizowane s¹ pro-

jekty elektrociep³owni gazowych œredniej skali: modernizacja EC Gorzów
z turbin¹ gazow¹ ABB GT8C o mocy oko³o 53 MW, EC Nowa Sarzyna z dwie-
ma turbinami gazowymi PG 6551 o mocy oko³o 39 MW ka¿da, EC Wrotków
z turbin¹ gazow¹ V94.2 o mocy 157 MW oraz EC Rzeszów z turbin¹ gazow¹

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

221

V64.3A o mocy 67 MW. Trwa proces inwestycyjny przebudowy EC Zielona
Góra, gdzie budowany jest blok gazowo-parowy w oparciu o turbinê gazow¹
GE PG 9171E o mocy oko³o 123 MW.

2.2. Energetyka komunalna

Jak do tej pory centralne, komunalne systemy ciep³ownicze stanowi¹

w Polsce najbardziej atrakcyjny sektor dla gazowych uk³adów skojarzonych
w grupie uk³adów zasilanych gazem ziemnym. W roku 2003 w sektorze tym
pracowa³o 10 obiektów (z ca³kowitej liczby 34). ca³kowita moc elektryczna za-
instalowana w tych obiektach wynosi³a 49,2 MW.

Na du¿¹ popularnoœæ gospodarki skojarzonej w uk³adach gazowych w tym

sektorze ma wp³yw szereg czynników, z których najwa¿niejsze to:
– istniej¹cy rynek ciep³a zapewnia odpowiedni poziom mocy jak równie¿ od-

powiednio d³ugi roczny czas wykorzystania urz¹dzeñ,

– znaczna liczba uk³adów technologicznych ciep³owni komunalnych wymaga

modernizacji ze wzglêdu na zawansowany wiek urz¹dzeñ,

– wystêpuje tu silna potrzeba obni¿enia emisji zanieczyszczeñ zwi¹zanej ze

spalaniem paliw sta³ych (w przypadku ma³ej mocy kot³ów nie jest op³acal-
ne stosowanie wtórnych, wysokosprawnych technologii oczyszczania spa-
lin),

– wystêpuje tu przewa¿nie korzystna struktura w³asnoœci obiektów (najwiê-

kszy udzia³ firm prywatnych oraz spó³ek gminnych),

– sposób planowania zaopatrzenia w ciep³o gmin, wynikaj¹cy z polskiego

prawa, dopuszcza wszystkie zainteresowane strony do kreowania lokalne-
go rynku wytwórczego ciep³a,

– mo¿liwoœæ tworzenia konsorcjów zorientowanych na projekty,

– mo¿liwoœæ wcielania w ¿ycie projektów w ramach partnerstwa publicz-

no-prywatnego (schematy PPP),

– dostêpnoœæ kapita³u, obecnie szczególnie wa¿na jest dostêpnoœæ funduszy

pomocowych Unii Europejskiej, g³ównie adresowanych do gmin,

– mo¿liwoœæ uzyskania korzystnych cen energii elektrycznej.

Centralne, komunalne systemy ciep³ownicze stanowi¹ w Polsce du¿y po-

tencja³ dla rozwoju technologii kogeneracji w gazowych uk³adach rozproszo-
nych. Zgodnie z danymi Urzêdu Regulacji Energetyki , obecnie w kraju pracu-
je oko³o 5900 komunalnych systemów ciep³owniczych, z ca³kowit¹ liczb¹
kot³ów na poziomie 13500. Liczba kot³ów indywidualnych w sektorze budyn-
ków jest znacznie wiêksza.

Obecnie oko³o 72% ca³kowitej iloœci ciep³a wytwarzanego w miastach po-

chodzi z centralnych systemów ciep³owniczych. Oko³o 70% z tej iloœci jest wy-
twarzane w skojarzeniu z wytwarzaniem energii elektrycznej. Ca³kowita moc
zainstalowana w koncesjonowanych uk³adach wytwórczych kszta³tuje siê na

222

Janusz Skorek, Jacek Kalina

poziomie 73 GW, podczas gdy moc osi¹galna wynosi oko³o 69 GW. Ponadto
w kraju istnieje wiele przedsiêbiorstw ciep³owniczych, które nie wymagaj¹
koncesji na wytwarzanie ciep³a. S¹ to rozproszone przedsiêbiorstwa o ³¹cznej
mocy w Ÿród³ach nie wiêkszej ni¿ 5,8 MW (Rozporz¹dzenie Ministra Gospo-
darki z dnia 17 lipca 1998 Dziennik Ustaw Nr 98, poz. 621).

Stan techniczny ciep³owni komunalnych jest ró¿ny, jednak i tu mo¿na spo-

tkaæ siê z opiniami, ¿e s¹ one przestarza³e. Charakterystyka zainstalowanych
w systemie kot³ów wodnych przedstawia siê nastêpuj¹co [23]:
– jedynie 30% ca³kowitej liczby kot³ów ma mniej ni¿ 15 lat,

– oko³o 50% kot³ów jest w przedziale wieku 15 a 24 lata,

– oko³o 19% kot³ów ma pomiêdzy 25 a 44 lat,

– oko³o 1% kot³ów jest starszych ni¿ 45 lat.

Ca³kowita liczba kot³ów wodnych jaka powinna zostaæ przeznaczona do wy-

miany w przeci¹gu najbli¿szych 10 lat jest szacowana na poziomie 40 000
(z uwzglêdnieniem indywidualnych Ÿróde³ ciep³a).

Jak wynika z przedstawionych informacji sektor ciep³ownictwa komunal-

nego jest bardzo atrakcyjny dla technologii gazowych uk³adów kogeneracyj-
nych, zarówno z punktu widzenia potencja³u modernizacyjnego jak i mo¿liwo-
œci budowy nowych obiektów. Tutaj jednak podobnie jak w sektorze energety-
ki zawodowej, mo¿liwoœci przyrostu liczby instalacji s¹ ograniczone wielko-
œci¹ istniej¹cego rynku ciep³a oraz wielkoœci¹ istniej¹cych sieci cieplnych. Bu-
dowa nowych obiektów czêsto zwi¹zana jest tu z inwestycjami w ruroci¹gi sie-
ciowe.

W przypadku wielu obiektów elektrociep³owni i ciep³owni komunalnych,

podobnie jak ma to miejsce w uk³adach energetyki zawodowej, rozpatruje siê
mo¿liwoœci nadbudowy istniej¹cych uk³adów technologicznych modu³ami ga-
zowymi. Zwykle w wyniku realizacji projektu nie ulega zmianie iloϾ sprzeda-
wanego ciep³a. Inwestycja powoduje natomiast przyrost produkcji energii
elektrycznej (w przypadku ciep³owni stanowi ona nowy produkt). Zwykle w
wyniku zabudowy modu³u gazowego wzrastaj¹ wskaŸniki efektywnoœci tech-
nicznej pracy uk³adu (sprawnoœæ œrednia, wskaŸnik skojarzenia, dyspozycyj-
noœæ, niezawodnoœæ) oraz wzrasta elastycznoœæ uk³adu w przejmowaniu
zmiennego obci¹¿enia cieplnego, szczególnie w zakresie najmniejszych mocy.

Przyk³adami realizacji tego typu projektów s¹ uk³ady w Gorzowie Wielkopol-

skim (Ostrowski Zak³ad Ciep³owniczy), Opolu (ECO), Siedlcach czy Tarnowie.

Próbuj¹c oceniæ potencja³ mocy elektrycznej mo¿liwej do zainstalowania

w sektorze energetyki komunalnej, nale¿y odrzuciæ wielkoœæ mocy mo¿liwej
do zainstalowania w EC zawodowych. Mo¿na tak¿e przyj¹æ, ¿e obiekty gazo-
we, dla zapewnienia d³ugiego rocznego czasu ich pracy, wpasowywane bêd¹
w podstawy obci¹¿enia cieplnego obiektów (ok. 15% mocy znamionowej). Daje
to szacowany zgrubnie poziom mocy cieplnej 3200 MW. Odpowiadaæ temu bê-
dzie moc elektryczna na poziomie 1500–1700 MW. Nie wszêdzie jednak pro-

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

223

jekty kogeneracji gazowej mog¹ byæ realizowane, chocia¿by ze wzglêdu na
brak dostêpnoœci gazu, czy inne aspekty. Przyjmuj¹c, ¿e jedynie w 30% obiek-
tów mo¿na wdro¿yæ technologiê kogeneracji gazowej, wielkoœæ mocy zainsta-
lowanej mo¿e tu wynieœæ oko³o 480 MW.

Kogeneracja gazowa mo¿e byæ brana pod uwagê jako alternatywne roz-

wi¹zanie techniczne przy planowaniu nowych systemów grzewczych. Typo-
wymi przyk³adami takich projektów s¹ uk³ady zasilaj¹ce nowe osiedla miesz-
kaniowe, parki przemys³owe, specjalne strefy ekonomiczne itp. W niektórych
przypadkach lokalna elektrociep³ownia mo¿e stanowiæ uk³ad wyspowy, nie
wspó³pracuj¹cy z innymi Ÿród³ami energii.

Jak dotychczas w Polsce zrealizowano jeden taki projekt. Jest to osiedle

wojskowe na Helu, zasilane z elektrociep³owni z silnikami gazowymi na pro-
pan-butan. Potencja³ jest tu znacznie wiêkszy, aczkolwiek zupe³nie niewyko-
rzystany. Liczba projektów osiedli, parków przemys³owych itp. przyrasta w
Polsce wci¹¿ w znacznym tempie. Tylko w Warszawie i okolicach liczba osie-
dli mieszkaniowych oddanych do u¿ytku w ostatnich latach wynosi oko³o 80.
W ca³ym kraju jest ich ju¿ ponad 120.

2.3. Elektrociep³ownie przemys³owe

Pod wzglêdem iloœci realizacji projektów uk³adów kogeneracyjnych elektro-

ciep³ownie przemys³owe stanowi¹ obecnie drugi po sektorze energetyki ko-
munalnej, najatrakcyjniejszy obszar implementacji tej technologii. Ponownie
jednak iloœæ zrealizowanych projektów jest tu znikoma w stosunku do ist-
niej¹cego potencja³u.

W roku 2003 w Polsce w oko³o 200 elektrociep³owniach przemys³owych za-

instalowana by³a moc 2343 MW. Dodatkowe 685 MW zainstalowanych by³o
w innych, g³ównie odnawialnych Ÿród³ach energii [9]. Wiêkszoœæ tych obiek-
tów charakteryzuje siê moc¹ zainstalowan¹ mniejsz¹ ni¿ 5 MW. Stanowi³o to
9,2% ca³kowitej mocy osi¹galnej w systemie energetycznym. Iloœæ energii
elektrycznej wytworzonej w tych uk³adach stanowi³a jednak zaledwie 1,8%
ca³kowitej rocznej iloœci energii wytworzonej w systemie.

Wiêkszoœæ krajowych elektrociep³owni przemys³owych to uk³ady technolo-

giczne przestarza³e, projektowane w latach rozwoju przemys³u ciê¿kiego
i projektowane na znacznie wiêksze obci¹¿enia, ni¿ te pod jakimi pracuj¹
w chwili obecnej. Du¿a liczba spoœród nich wymaga realizacji projektów mo-
dernizacyjnych.

Elektrociep³ownie przemys³owe wytworzy³y w 2002 roku 7 900 GWh ener-

gii elektrycznej z czego zaledwie 3,5% trafi³o do sieci zak³adów energetycz-
nych. Pozosta³a iloœæ zosta³a zu¿yta na zaspokojenie potrzeb w³asnych
zak³adów przemys³owych [1]. Wynika to g³ównie z niskiej ceny zakupu ener-
gii elektrycznej oferowanej przy sprzeda¿y nadwy¿ek do sieci. Sytuacja taka
rzutuje na nisk¹ op³acalnoœæ projektów w sektorze energetyki przemys³owej.

224

Janusz Skorek, Jacek Kalina

Realizowane s¹ tu g³ownie takie projekty, gdzie energia elektryczna mo¿e
w ca³oœci zostaæ zu¿yta na potrzeby w³asne zak³adu. Uk³ad kogeneracyjny
zwykle wpasowywany jest w podstawê wykresu zapotrzebowania energii
elektrycznej i zwykle wspó³pracuje z innymi urz¹dzeniami w celu zaspokoje-
nia potrzeb cieplnych. Uwzglêdniaj¹c ¿e typowa moc elektryczna istniej¹cych
elektrociep³owni przemys³owych wynosi oko³o 5 MW, mo¿na szacowaæ, ¿e
obci¹¿enie w podstawie bêdzie na poziomie oko³o 1–2 MW (w zak³adach prze-
mys³owych obci¹¿enie elektryczne jest zwykle stosunkowo wyrównane).
Przyjmuj¹c, ¿e jedynie w po³owie istniej¹cych elektrociep³owni bêdzie mo¿na
zastosowaæ silniki lub turbiny gazowe dochodzimy do szacunkowego poten-
cja³u mocy elektrycznej do zainstalowania na poziomie 100–200 MW. Z ca³¹
pewnoœci¹ oszacowany potencja³ jest znacznie wiêkszy, je¿eli uwzglêdni siê
fakt, ¿e w wiêkszoœci elektrociep³owni przemys³owych nale¿y przeprowadziæ
gruntowne remonty odtworzeniowe (uk³ady z lat 50. i 60. XX w.) polegaj¹ce
na likwidacji istniej¹cych urz¹dzeñ i instalacji nowych.

Dodatkowo nale¿y wzi¹æ pod uwagê, ¿e w znacznej liczbie zak³adów prze-

mys³owych istniej¹ kot³ownie, w których wytwarzana jest gor¹ca woda, para
technologiczna lub gor¹ce powietrze do procesów suszarniczych. Przyk³adem
tego typu obiektów mog¹ byæ zak³ady przemys³u spo¿ywczego, zak³ady dzie-
wiarskie, ma³e zak³ady papiernicze, zak³ady przemys³u chemicznego czy ma-
teria³ów budowlanych. W wiêkszoœci przypadków istniej¹ce kot³ownie prze-
mys³owe mog¹ z powodzeniem zostaæ transformowane do postaci elektro-
ciep³owni. Potencja³ mocy jest tu jednak trudny do oceny bez znajomoœci
ca³kowitej liczby istniej¹cych kot³owni zak³adowych. Liczbê t¹ trudno oceniæ,
gdy¿ kot³ownie takie nie podlegaj¹ Urzêdowi Regulacji Energetyki i nie uwi-
dacznia siê ich w oficjalnych statystykach.

Wed³ug niektórych opracowañ i prac studialnych wykonanych przez firmy

konsultingowe [25], potencja³ dla gazowych uk³adów kogeneracyjnych upa-
trywany w polskim przemyœle jest du¿y i atrakcyjny z punku widzenia mo¿li-
woœci realizacji inwestycji. Ponadto jak do tej pory zrealizowane projekty po-
twierdzaj¹, ¿e uk³ady tego typu mog¹ byæ efektywne technicznie i op³acalne,
szczególnie w chwili, gdy inwestycja jest realizowana przez inwestora prywat-
nego.

2.4. Sektor budynków

Budynki typowo s¹ wyposa¿one w niskotemperaturowe instalacje wew-

nêtrzne (90/70

o

C lub nawet 70/50

o

C). St¹d te¿ uk³ady kogeneracyjne instalo-

wane bezpoœrednio w budynkach osi¹gaj¹ wysokie sprawnoœci ca³kowite (wy-
soki wskaŸnik wykorzystania energii chemicznej paliwa) co prowadzi w efek-
cie do du¿ej atrakcyjnoœci technicznej. Dodatkowym czynnikiem przema-
wiaj¹cym za realizacj¹ projektów w sektorze budynków jest zwykle wysoka
cena zakupu energii elektrycznej z sieci (zwykle taryfa C).

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

225

Urz¹dzenia instalowane w budynkach zwykle znajduj¹ siê w najmniejszym

przedziale mocy (powiedzmy poni¿ej 200 kW, a wiêkszoœæ poni¿ej 100 kW),
przez co jednostkowe nak³ady inwestycyjne s¹ w tym wypadku wysokie (oko³o
800 – 1000 USD/kW

e

). Nale¿y siê tu równoczeœnie spodziewaæ wy¿szych cen

gazu ziemnego (taryfy W2 do W4). Istotny jest tu równie¿ fakt braku kapita³u
inwestycyjnego (niskiej dostêpnoœci). W efekcie dotychczas zrealizowana licz-
ba projektów w tym sektorze jest znikoma w porównaniu z istniej¹cym poten-
cja³em.

Szpitale

Jak do tej pory zaledwie 3 uk³ady kogeneracyjne zainstalowano w Polsce

w szpitalach, podczas gdy np. w Wielkiej Brytanii sektor ten pod wzglêdem
liczby instalacji jest trzecim co do atrakcyjnoœci, a w kategorii mocy zainstalo-
wanej pierwszym.

Sytuacja w szpitalach jest dodatkowo o tyle ciekawa, ¿e zgodnie z obo-

wi¹zuj¹cymi przepisami s¹ one zobligowane do posiadania niezale¿nych Ÿró-
de³ zasilania w energiê elektryczn¹. St¹d te¿ obecnie w Polsce s³u¿ba zdrowia
stanowi du¿y rynek awaryjnych agregatów pr¹dotwórczych, zasilanych pali-
wem ciek³ym. Setki takich jednostek znajduj¹ siê w szpitalach w ca³ym kraju.

Obecnie w Polsce znajduje siê oko³o 829 szpitali, w których ca³kowita liczba

³ó¿ek wynosi 212313. Ponadto posiadamy 92 sanatoria i inne obiekty lecznic-
twa zbiorowego o ³¹cznej liczbie ³ó¿ek 5674 [2].

Doœwiadczenie pokazuje, ¿e zu¿ycie energii elektrycznej w szpitalach jest

znaczne. Wed³ug autorów pracy [22], s³u¿ba zdrowia jest jednym z najbar-
dziej energoch³onnych sektorów w gospodarce kraju. Przyk³adowo eksperci
brytyjscy oszacowali ca³kowity poziom mocy elektrycznej mo¿liwej do zainsta-
lowania w s³u¿bie zdrowia Wielkiej Brytanii jako równy 570 MW w 1200
obiektach. Projekty demonstracyjne pokaza³y, ¿e moc elektryczna elektro-
ciep³owni przyszpitalnych mo¿e wynosiæ nawet 10 MW. Ze zrealizowanych
projektów uzyskano œredni wskaŸnik mocy elektrycznej zainstalowanej
2,3 kW / ³ó¿ko szpitalne.

Jak do tej pory podobne badania nie by³y prowadzone w Polsce. Jednak¿e

ekstrapoluj¹c wyniki oszacowañ brytyjskich na warunki polskie, nale¿y siê
spodziewaæ mo¿liwej mocy zainstalowanej na poziomie 430–490 MW w sekto-
rze s³u¿by zdrowia.

Nale¿y jednak s¹dziæ, ¿e w rzeczywistoœci mo¿liwa do zainstalowania moc

elektryczna w sektorze s³u¿by zdrowia bêdzie znacznie mniejsza. Wynika to
z pewnych ograniczeñ nie technicznych. G³ównym jest tu niew¹tpliwie z³a
kondycja finansowa s³u¿by zdrowia, znaczne zad³u¿enie i brak kapita³u na in-
westycje. Do czasu zakoñczenia restrukturyzacji sektora, jego odd³u¿enia
i poprawy ogólnej sytuacji finansowej raczej nie nale¿y siê tu spodziewaæ
znacznego wzrostu liczby instalacji.

226

Janusz Skorek, Jacek Kalina

Hotele

Sektor zakwaterowania zbiorowego jest w krajach europejskich jednym

z wa¿niejszych dla rozwoju gazowych uk³adów kogeneracyjnych ma³ej mocy.
Przyk³adowo w Wielkiej Brytanii w sektorze tym ulokowano 27% liczby zre-
alizowanych projektów, co klasyfikuje go na drugi miejscu po centrach sporto-
wych.

Wed³ug G³ównego Urzêdu Statystycznego [6] w Polsce w 2001 roku istnia³o

oko³o 7948 obiektów zakwaterowania zbiorowego. W liczbie tej mieszcz¹ siê
ró¿ne typy obiektów. I tak liczba hoteli wynosi³a 1071, moteli 120, pensjona-
tów 287, sanatoriów 125, domów wypoczynkowych 510, domów wycieczko-
wych 123 oraz 701 innych obiektów specjalizowanych.

Ostatnie badania pokazuj¹, ¿e wskaŸnik wzrostu liczby obiektów w tym

sektorze wynosi obecnie oko³o 11%. Ca³kowita liczba miejsc noclegowych
w polskich hotelach w roku 2002 wynosi³a 109300, a œrednie obci¹¿enie wyno-
si³o 36%.

Jak do tej pory tylko jeden projekt gazowego uk³adu kogeneracyjnego zo-

sta³ zrealizowany w Polsce w tym sektorze. Potencja³ jednak jest, jak wynika
z przytoczonych danych, znaczny. Bior¹c pod uwagê statystyki brytyjskie za-
uwa¿amy, ¿e w 205 instalacjach zrealizowanych w sektorze zakwaterowania
zbiorowego zainstalowano moc 27,01 MW (w latach 1990–1999) co daje œredni
wskaŸnik oko³o 132 kW na instalacjê. Zakres mocy elektrycznej instalowa-
nych uk³adów to 18 do 580 kW [15].

Szacuj¹c zgrubnie, ¿e w Polsce jedynie w 30% obiektów wystêpuje mo¿li-

woœæ instalacji uk³adu kogeneracyjnego, oraz ¿e realizowane bêd¹ projekty
bezpieczne, gdzie urz¹dzenia ma³ych mocy dobierane bêd¹ w podstawê obci¹-
¿enia elektrycznego, czyli ¿e œrednia moc mo¿liwa jest na poziomie 30–50 kW,
daje to potencja³ mocy elektrycznej do zainstalowania na poziomie 95 MW.
Z drugiej jednak strony patrz¹c na dynamikê rozwoju instalacji w Wielkiej
Brytanii (oko³o 20/rok) nie nale¿y spodziewaæ siê osi¹gniêcia tej wartoœci.

Budynki komercyjne

W ostatnim okresie dosyæ zauwa¿alna jest zmiana wizerunku polskich

miast. W ich centrach zaczynaj¹ górowaæ wysokie budynki biurowców oraz
siedzib ró¿nych firm. Od kiedy w 1989 roku kraj wszed³ na drogê gospodarki
rynkowej, nieustannie wystêpuje zapotrzebowanie na powierzchnie biurowe.
W zwi¹zku z przest¹pieniem Polski do Unii Europejskiej da siê zaobserwowaæ
ci¹g³y wzrost tego zapotrzebowania, co przyczynia siê do wznoszenia nowych
budynków wielkokubaturowych.

W samej Warszawie powsta³o w ostatnim okresie ponad 85 du¿ych budyn-

ków biurowych. Iloœæ nowych obiektów jakie powsta³y w ostatnich latach lub
powstaj¹ w g³ównych miastach kraju jest równie¿ niema³a (np.: Katowice –
11; Gdañsk – 3; Gdynia – 4; Kraków – 11; Poznañ – 2, Ÿród³o: www.polandpro-

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

227

perty.pl). S¹ to zwykle nowoczesne wie¿owce wyposa¿one w instalacje ogrze-
wania, ciep³ej wody u¿ytkowej i klimatyzacyjne.

Nowe realia rynkowe wymagaj¹ dodatkowo nowych powierzchni magazy-

nowych, centrów logistyki, hurtowni i innych obiektów komercyjnych. Ich
liczba równie¿ w ostatnim okresie wzros³a znacz¹co.

Dodatkowo nale¿y uwzglêdniæ, ¿e poza nowymi budynkami, równoczeœnie

ma miejsce renowacja budynków starych, adaptowanie ich do nowych funkcji
i dostosowywanie do nowych standardów jakoœci.

Podsumowuj¹c, mo¿na stwierdziæ, ¿e w sektorze tym znajduje siê du¿y po-

tencja³ dla gazowych uk³adów kogeneracyjnych. Korzystne czynniki dla reali-
zacji projektów inwestycyjnych to struktura w³asnoœci obiektów oraz korzyst-
na cena energii elektrycznej, wynikaj¹ca z unikniêtego zakupu z sieci (zwykle
taryfa C).

Œrednia moc elektryczna uk³adów kogeneracyjnych w tym sektorze wynosi

oko³o 3200 kW, jednak wiêkszoœæ instalacji realizowana jest w przedziale
mocy od 300 do 600 kW. Uwzglêdniaj¹c liczbê obiektów oko³o 200 w których
takie projekty w Polce mo¿na zrealizowaæ, szacunkowy potencja³ wynosi od
60 do 120 MW.

Budynki edukacyjne
Krajowy sektor obiektów edukacyjnych podzieliæ mo¿na na obiekty szkol-

nictwa podstawowego i œredniego oraz szkolnictwa wy¿szego, który wydajê
siê tu byæ najbardziej atrakcyjny. Obecnie w kraju dzia³a 66 uczelni pañstwo-
wych oraz oko³o 40 prywatnych. Gospodarka skojarzona mo¿e byæ tu zwykle
realizowana w przypadku wiêkszych obiektów, posiadaj¹cych wydzielone
kampusy (uniwersytety, politechniki, akademie i inne). Doœwiadczenie poka-
zuje, ¿e œrednie obci¹¿enie elektryczne wiêkszych obiektów szkolnictwa wy¿-
szego jest na poziomie 2–3 MW. Dodatkowo wystêpuje tu równoczesne zapo-
trzebowanie znacznych iloœci ciep³a (czasami powy¿ej kilkunastu MW).

Jak pokazuj¹ doœwiadczenia brytyjskie, w sektorze tym œrednia moc zain-

stalowana w uk³adzie wynosi oko³o 3 MW, na co sk³ada siê kilka uk³adów du-
¿ej mocy oraz kilkadziesi¹t uk³adów ma³ej mocy 50–200 kW. Sumaryczna
moc zainstalowana w sektorze wynios³a 19,4 MW. Wydaje siê, ¿e podobnego
scenariusza rozwoju mo¿na spodziewaæ siê Polsce.

Informacje posiadane przez autorów pokazuj¹, ¿e obecnie na kilku uczel-

niach krajowych rozwa¿ane s¹ projekty gazowych uk³adów kogenereacyjnych
(Politechnika Œl¹ska, Politechnika Krakowska, Politechnika Rzeszowska, Po-
litechnika Poznañska). Wydaje siê, ¿e ca³kowity potencja³ tego sektora mo¿na
oszacowaæ na poziomie 50–100 MW.

Dodatkowo projekty uk³adów kogeneracyjnych mog¹ byæ realizowane w bu-

dynkach szkó³ podstawowych i œrednich. Typowe obci¹¿enie œrednie, œredniej
wielkoœci obiektu szkolnego (z sal¹ gimnastyczn¹ i sto³ówk¹) wynosi ok.
20–30 kW. Mog¹ tu znaleŸæ zastosowanie urz¹dzenia najmniejszych mocy.

228

Janusz Skorek, Jacek Kalina

Bior¹c pod uwagê du¿¹ liczbê budynków szkolnych, mo¿na podejrzewaæ, ¿e
ca³kowity potencja³ w tym obszarze jest równie¿ na poziomie kilkudziesiêciu
MW.

Podkreœliæ nale¿y, ¿e wiêkszoœæ obiektów szkolnych w kraju jest wyposa-

¿ona w kot³owniê lokaln¹, która zazwyczaj jest opalana wêglem kamiennym.
Konwersja tych kot³owni na elektrociep³ownie gazowe dodatkowo wp³ynie ko-
rzystnie na zmniejszenie emisji zanieczyszczeñ (tzw. niska emisja, trudna do
wyeliminowania inn¹ drog¹). Narzucenie op³at emisyjnych na obiekty eduka-
cyjne (obecnie s¹ z tych op³at zwalniane) a tak¿e wzrost stawek op³at mog¹
przyspieszyæ podejmowanie decyzji o przejœciu na paliwo gazowe.

G³ówn¹ przeszkod¹ w realizacji projektów w tym sektorze jest obecnie, po-

dobnie jak w s³u¿bie zdrowia, brak kapita³u inwestycyjnego. Szans¹ mog³y by
tu byæ inwestycje realizowane przez stronê trzeci¹.

Centra sportowe i rozrywkowe
Centra sportowe i rozrywkowe, zarówno istniej¹ce jak i powstaj¹ce czy pla-

nowane mog¹ byæ kolejnym obszarem dla realizacji projektów ma³ych Ÿróde³
skojarzonych, zasilanych gazem ziemnym. W ostatnich 10 latach w kraju in-
frastruktura sportowo-wypoczynkowa znacznie zmieni³a swój wizerunek. Po-
wstaj¹ nowe obiekty jak parki wodne, multipleksy, sale sportowe itp. Obecnie
liczba parków wodnych w Polsce wynosi 8 a 18 kolejnych jest planowanych na
najbli¿sze 5 do 8 lat. Liczba kin o kilku salach z rozbudowan¹ infrastruktur¹
rozrywkow¹ wynosi 17 i równie¿ nowe s¹ planowane.

Jak do tej pory w kraju zrealizowano 2 projekty w tym sektorze (obydwa

o mocy oko³o 100 kW). W Wielkiej Brytanii ten sektor jest najbardziej popu-
larny pod wzglêdem iloœci zrealizowanych projektów (334 w latach 1983–
2002). £¹czna moc zainstalowana wynios³a tu 28,5 MW a moc œrednia 85 kW
na instalacjê.

Podkreœliæ nale¿y, ¿e obiekty takie jak centra sportowe czy rozrywkowe

z regu³y posiadaj¹ w³asne wbudowane kot³ownie, jak równie¿ coraz czêœciej
instalacje klimatyzacyjne. W istniej¹cych obiektach wiele kot³owni klasyfiku-
je siê do modernizacji. Czêœæ z tych kot³owni jest opalana wêglem kamiennym
lub koksem. Ich likwidacja podobnie jak wsektorze edukacyjnym wp³ynie ko-
rzystnie na obni¿enie niskiej emisji.

Lotniska
Doœwiadczenia krajów europejskich pokazuj¹, ¿e lotniska stanowi¹ dobry

rynek dla gazowych uk³adów kogeneracyjnych. Jest to spowodowane dwoma
czynnikami. Po pierwsze, zgodnie z obowi¹zuj¹cymi przepisami, porty lotni-
cze s¹ zobligowane do posiadania w³asnych, niezale¿nych Ÿróde³ zasilania
w energiê elektryczn¹ na wypadek przerw w dostawach z sieci. Po wtóre czas
pracy portów lotniczych jest stosunkowo d³ugi. Niektóre z nich dzia³aj¹ przez
24 godziny. Powoduje to, ¿e czas pracy urz¹dzeñ zainstalowanych w portach
lotniczych jest znaczny.

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

229

Obecnie w Polsce znajduje siê 39 ró¿nej wielkoœci portów lotniczych. Do

najwiêkszych z nich zaliczane s¹ porty miêdzynarodowe w Warszawie,
Wroc³awiu, Gdañsku, Krakowie, Poznaniu i Katowicach. Na lotniskach tej
wielkoœci mo¿liwe jest zainstalowanie urz¹dzeñ o mocy elektrycznej rzêdu
kilkuset kW do ok. 1 MW. Daje to mo¿liwoœæ oszacowania ca³kowitego poten-
cja³u w kraju na poziomie od kilku do kilkunastu MW.

Du¿e obiekty handlowe
Grup¹ obiektów, gdzie mog¹ znaleŸæ zastosowanie gazowe uk³ady kogene-

racyjne s¹ super i hipermarkety. Na pocz¹tku roku 2003 w kraju istnia³o 147
du¿ych hipermarketów z ca³kowit¹ powierzchni¹ handlow¹ 1 308 000 m

2

oraz

105 marketów technicznych o ³¹cznej powierzchni 830 000 m

2

a tak¿e ponad

1000 mniejszych supermarketów (www.supermarketnews.com.pl). Planowa-
ne jest oddanie do u¿ytku w ci¹gu najbli¿szych dwóch lat kolejnych 1 700 000
m

2

powierzchni handlowej.

Doœwiadczenie pokazuje jednak, ¿e w tym sektorze nie nale¿y siê spodzie-

waæ znacznego przyrostu liczby instalacji. Przyk³adowo w Wielkiej Brytanii w
okresie 10 lat (1990–2000) w sektorze tym zrealizowano zaledwie 7 projektów
o ³¹cznej mocy elektrycznej 7087 kW. Jako g³ówn¹ przyczynê ma³ego powo-
dzenia technologii kogeneracji gazowej w tym sektorze upatruje siê strukturê
w³asnoœci obiektów handlowych. S¹ to zwykle proste obiekty, charaktery-
zuj¹ce siê standardowymi rozwi¹zaniami technicznymi (czêsto powielanymi
schematami) oraz niskimi nak³adami inwestycyjnymi.

Przyk³adem realizacji takiego projektu jest centrum handlowe IKEA i Au-

chan w Gdañsku. Inwestycja jest jednak realizowana przez stronê trzeci¹
jako elektrociep³ownia komunalna z silnikami t³okowymi. Centra handlowe
bêd¹ kupowa³y ciep³o i energiê elektryczn¹ bez anga¿owania œrodków
w³asnych w inwestycjê.

Wydaje siê, ¿e s³uszne bêdzie przyjêcie, ¿e w sektorze handlu w obiektach

wielkokubaturowych potencja³ jest raczej ma³y, rzêdu kilku do kilkunastu
MW (technicznie znacznie wiêkszy jednak nie bêdzie on raczej wykorzysta-
ny).

2.5. Uk³ady cieplno-ch³odnicze

Wszêdzie tam gdzie wystêpuje równoczesne zapotrzebowanie na ciep³o,

energiê elektryczn¹ i ch³ód, wystêpuje równie¿ mo¿liwoœæ budowy uk³adu ko-
generacyjnego zintegrowanego z urz¹dzeniem ch³odniczym, zwykle absorp-
cyjnym. Obecnie w Polsce pracuje jeden taki uk³ad w systemie centralnej kli-
matyzacji Kopalni „Pniówek”. Jest on zbudowany w oparciu o dwa silniki
MWM Deutz TBG 632 V16 i cztery ch³odziarki absorpcyjne firmy YORK.

Znaczny potencja³ dla tego typu uk³adów tkwi w sektorze budynków, oœrod-

ków sportowych i rozrywkowych oraz handlu, gdzie ch³ód wykorzystywany

230

Janusz Skorek, Jacek Kalina

jest do klimatyzacji. Z drugiej jednak strony w Polsce wystêpuje kilka istot-
nych barier powoduj¹cych ma³e szanse rozwoju projektów. S¹ to przede
wszystkim:
– wci¹¿ jeszcze ma³a popularnoœæ systemów klimatyzacji budynków,

– stosunkowo krotki czas w roku, kiedy wymagana jest klimatyzacja (oko³o

1000 do 1500 godzin),

– w Polsce nie wystêpuj¹ centralne systemy i sieci dystrybucji wody lodowej,

– brak dostatecznej wiedzy o absorpcyjnych systemach ch³odniczych,

– stosunkowo niski wspó³czynnik efektywnoœci ch³odniczej ziêbiarek absorp-

cyjnych, przez co zmniejsza siê stopieñ wykorzystania ciep³a z kogeneracji,

– brak przyk³adów realizacji,

– stosunkowo wysokie nak³ady inwestycyjne,

– zwykle nieco gorsze wskaŸniki efektywnoœci ekonomicznej inwestycji ni¿

w przypadku wy³¹cznie uk³adu kogeneracyjnego.

Potencjalnym obszarem, gdzie uk³ady trójgeneracyjne mog¹ znaleŸæ szer-

sze zastosowanie jest przemys³ spo¿ywczy i chemiczny gdzie wystêpuj¹ du¿e
potrzeby ch³odnicze wynikaj¹ce z realizowanych technologii przez praktycz-
nie ca³y rok.

2.6. Odnawialne Ÿród³a energii

Energetyka odnawialna mo¿e staæ siê sektorem, gdzie gazowe uk³ady koge-

neracyjne znajd¹ szerokie zastosowanie w Polsce. Maj¹ na to wp³yw g³ównie
strategia polityczna i regulacje prawne. Równie¿ istotne znaczenie ma tu
cena paliwa gazowego, która jest zwykle ni¿sza ni¿ cena gazu systemowego.
Tezy te s¹ potwierdzone liczb¹ instalacji, która jest wy¿sza ni¿ w przypadku
obiektów zasilanych gazem ziemnym (55 instalacji z silnikami zasilanymi
biogazem).

Obecnie w Polsce najbardziej popularne s¹ instalacje na wysypiskach œmie-

ci i w oczyszczalniach œcieków. Wynika to g³ównie z wysokich wskaŸników
op³acalnoœci inwestycji. Podkreœliæ nale¿y, ¿e rynek ten dopiero siê rozwija,
a przy du¿ym jego potencjale nale¿y siê spodziewaæ, ¿e liczba instalacji znacz-
nie wzroœnie w nied³ugim czasie. Obecnie obserwuje siê du¿y wzrost zaintere-
sowania projektami.

W kraju znajduje siê oko³o 817 oczyszczalni œcieków [6]. Instalacje wytwa-

rzania energii elektrycznej z pozyskiwanego gazu znajduj¹ siê w oko³o 35
z nich. Zarejestrowanych, komunalnych wysypisk odpadów mamy obecnie
w kraju oko³o 884. Gaz wysypiskowy jest odzyskiwany i wykorzystywany do
zasilania silników gazowych na oko³o 20 z nich. W sumie nale¿y siê spodzie-
waæ, ¿e wkrótce liczba instalacji osi¹gnie poziom kilkadziesi¹t do kilkuset jed-
nostek.

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

231

Odrêbnym sektorem, który obecnie w Polsce mo¿na uznaæ za zupe³nie nie

wykorzystany, a dysponuj¹cy du¿ym potencja³em jest rolnictwo. Bior¹c pod
uwagê doœwiadczenia europejskie w tym obszarze mo¿na stwierdziæ, ¿e roz-
wój kogeneracji w tym sektorze jest zwi¹zany g³ównie z rozwojem ró¿nej wiel-
koœci biogazowni rolniczych. W ca³ej Europie obiektów tego typu pracuje obec-
nie kilka tysiêcy. W samych w Niemczech w ci¹gu ostatnich 15 lat powsta³o
ich oko³o 2000. Technologia ta mo¿e byæ równie¿ wykorzystywana do utyliza-
cji frakcji organicznej odpadów komunalnych.

W Polsce obecnie nie pracuje ¿adna instalacja komercyjna wytwarzania

biogazu. Na terenie kraju prowadzone s¹ liczne badania, prowadzone s¹ rów-
nie¿ eksperymenty na instalacjach doœwiadczalnych. Za g³ówn¹ przyczynê za-
hamowanego rozwoju technologii biogazowni rolniczych uwa¿a siê obecnie re-
gulacje prawne oraz strukturê polskich gospodarstw rolnych (du¿a iloœæ drob-
nych gospodarstw).

Dane literaturowe pokazuj¹, ¿e moc elektryczna z uk³adu zasilanego bioga-

zem, zlokalizowanego na terenie gospodarstwa rolnego typowo mieœci siê
w przedziale mocy 50–250 kW, w zale¿noœci od wielkoœci i typu gospodarstwa.
Typowe instalacje maj¹ moce elektryczne oko³o 150 kW. Rozwój technologii
kogeneracji gazowej w sektorze rolnictwa bêdzie jednak w Polsce zawieszony
do czasu opanowania technologii produkcji biogazu, które zapewni¹ d³ugi
czas pracy przy jednoczesnym spe³nieniu przepisów prawnych.

Jako ciekawostkê mo¿na podaæ, ¿e w opracowanej przez Ministerswo Œro-

dowiska Strategii rozwoju energetyki odnawialnej (Warszawa 2000) [13]
przyjêto, ¿e dla osi¹gniêcia w 2010 roku 7,5% udzia³u energetyki odnawialnej
w krajowym bilansie energii pierwotnej nale¿y zainstalowaæ w systemie:
– 60 MW mocy elektrycznej w uk³adach zasilanych gazem wysypiskowym,
– 30 MW mocy elektrycznej w uk³adach zasilanych gazem z biogazowni rol-

niczych,

– 500 MW mocy elektrycznej w uk³adach zasilanych biogazem z biogazowni

komunalnych.

Odrêbnym zagadnieniem z technicznego punktu widzenia, jest rozwój

uk³adów zintegrowanych ze zgazowniem biomasy i odpadów. Obecnie w Pol-
sce nie pracuje ¿aden taki uk³ad, w Europie pracuje ich kilkadziesi¹t, g³ównie
doœwiadczalnych. Kilkanaœcie firm na rynku europejskim oferuje ju¿ urz¹-
dzenia do zgazowania biomasy. Charakteryzuj¹ siê one jednak stosunkowo
nisk¹ dyspozycyjnoœci¹ (oko³o 6000 godzin pracy w roku) oraz wysokimi
nak³adami inwestycyjnymi. Obserwuj¹c jednak tendencje rozwoju oraz ci¹g³y
wzrost zainteresowania, nale¿y stwierdziæ, ¿e technologie bêd¹ doskonalone i
nale¿y spodziewaæ siê wzrostu liczby instalacji. Polska mo¿e mieæ tu swój
udzia³, jako ¿e biomasa jest jednym z wa¿niejszych Ÿróde³ energii odnawialnej
w naszym kraju.

232

Janusz Skorek, Jacek Kalina

Polskie rolnictwo wytwarza rocznie oko³o 25 milionów ton s³omy. Oko³o

28,8% obszaru kraju zajmuj¹ lasy. Zak³ada siê zwiêkszenie zalesienia do 33%
do roku 2025. Obecnie lasy s¹ Ÿród³em oko³o 2,5 miliona ton drewna. Szacuje
siê, ¿e dalsze 2 do 2,5 miliona ton pozostaje w lasach jako odpad ze wzglêdu na
brak odbiorców. Znaczna iloœæ odpadów drzewnych jest generowana w prze-
myœle drzewnym w procesach obróbki drewna. Potencja³ jest tu niew¹tpliwie
du¿y, jednak bardzo trudny do oceny, bior¹c pod uwagê obecny poziom rozwo-
ju technologii zgazowania.

2.7. Wykorzystanie gazów odpadowych z procesów

technologicznych i gazu ziemnego pozasystemowego

Potencjalny rynek dla rozwoju gazowych uk³adów skojarzonych znajduje

siê w obszarze wykorzystania gazów specjalnych, do których zaliczyæ mo¿na:
– gaz ziemny pozasystemowy,

– gaz z odmetanowania kopalñ,

– gaz z kopalñ, w których zaprzestano wydobycia,

– palne gazy odpadowe z procesów technologicznych (np. gaz koksowniczy),

– gazy odpadowe w przemyœle hutnictwa ¿elaza (gaz wielkopiecowey, kon-

wertorowy),

– gazy odpadowe z procesów wytwarzania paliw (wêgiel drzewny, paliwo

bezdymne).

W niektórych obszarach ju¿ pracuj¹ pierwsze instalacje (wykorzystanie

metanu pok³adów wêgla), w niektórych zaœ realizacja projektów jest brana
pod uwagê. W ostatnim okresie du¿¹ aktywnoœæ wykazuje przemys³ koksow-
niczy. Ma to zwi¹zek ze znacznym wzrostem zapotrzebowania na koks, spo-
wodowany g³ównie rosn¹cym eksportem. W kilku polskich koksowniach roz-
budowywane s¹ linie technologiczne, w zwi¹zku z czym nale¿y siê spodziewaæ
znacznych nadwy¿ek gazu koksowniczego. Istniej¹ce uk³ady jego utylizacji
(elektrociep³ownie i ciep³ownie) wymagaj¹ najczêœciej rozbudowy. Mo¿liwoœci
szybkiej rozbudowy uk³adów daj¹ cz³ony gazowe z silnikami t³okowymi. Sza-
cuje siê, ¿e w ci¹gu najbli¿szych kilku lat moc elektryczna w uk³adach zasila-
nych gazem koksowniczym mo¿e osi¹gn¹æ poziom kilkudziesiêciu MW.

Podkreœliæ nale¿y, ¿e w przypadku utylizacji gazów specjalnych, g³ównie

niskokalorycznych, instalacje bêd¹ budowane prawie wy³¹cznie na bazie sil-
ników gazowych. Pozwalaj¹ one osi¹gn¹æ wysok¹ sprawnoœæ oraz wysok¹ dys-
pozycyjnoœæ uk³adu przy stosunkowo niskich wymaganych nak³adach inwe-
stycyjnych.

W zakresie wykorzystania gazu ziemnego ze Ÿróde³ lokalnych równie¿ ist-

nieje potencja³ mocy elektrycznej rzêdu kilkudziesiêciu do kilkuset MW.
Obecnie w tym obszarze zrealizowano ju¿ 6 projektów o ³¹cznej mocy oko³o
3 MW (nie licz¹c EC Gorzów zasilanej pozasystemowym gazem zaazotowanym).

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

233

2.8. Istniej¹ce ma³e uk³ady kogeneracyjne w Polsce – stan w roku

2003

Udzia³ rozproszonej kogeneracji gazowej w uk³adach ma³ej mocy w wytwa-

rzaniu ciep³a i energii elektrycznej w Krajowym Systemie Energetycznym
jest obecnie marginalny. W 2003 roku w Polsce pracowa³y 34 ma³e elektro-
ciep³ownie gazowe zasilane gazem ziemnym. W siedmiu z nich zainstalowano
turbiny gazowe, a w dwudziestu siedmiu gazowe silniki spalinowe. Ca³kowita
liczba zainstalowanych maszyn przedstawia³a siê nastêpuj¹co: turbiny gazo-
we: 9, silniki gazowe: 46.

Najwiêksz¹ popularnoœci¹ ciesz¹ siê uk³ady o mocy elektrycznej poni¿ej

100 kW instalowane bezpoœrednio w miejscu odbioru noœników energii.
Drug¹ co do popularnoœci grup¹ projektów s¹ elektrociep³ownie komunalne
w gminach. Tutaj z kolei o realizacji inwestycji decyduje ³atwoœæ pozyskania
kapita³u inwestycyjnego i mo¿liwoœæ tworzenia ró¿nego rodzaju struktur or-
ganizacyjnych zorientowanych na budowê obiektu. Iloœæ uk³adów w ró¿nych
przedzia³ach mocy przedstawiono na rys. 3.

W grupie istniej¹cych obiektów jedynie w jednym wytwarzana jest para

wodna. W pozosta³ych noœnikiem ciep³a jest gor¹ca woda. W grupie planowa-
nych równie¿ jedynie 1 projekt zak³ada wytwarzanie pary wodnej.

W obszarze wykorzystania biogazu i gazów specjalnych sytuacja przedsta-

wia³a siê nieco korzystniej. Dominuj¹ trzy typy instalacji: oczyszczalnie œcie-

234

Janusz Skorek, Jacek Kalina

Rys. 3. Ma³e uk³ady kogeneracyjne w Polsce w roku 2003; przedzia³y mocy elektrycznej:

A: N<100 kW; B: 100 kW<N<200 kW; C: 200 kW<N<500 kW; D: 50 kW<N<1000

kW; E: 1000 kW<N<3000

ków (19 obiektów), wysypiska odpadów komunalnych (20 instalacji odnoto-
wanych, rzeczywista liczba nieco wiêksza) oraz kopalnie (5 instalacji). Tylko 1
projekt zrealizowano w innym sektorze. Jest to uk³ad kogeneracyjny
w P³ocku zasilany biogazem z biogazowni. Lista istniej¹cych obiektów zosta³a
podana w tablicy 3. nale¿y podkreœliæ, ¿e lista ta nie jest kompletna, gdy¿ po-
zyskanie informacji w tym sektorze jest niezwykle trudne. Ocenia siê jednak,
¿e przewa¿aj¹ca wiêkszoœæ projektów zosta³a zidentyfikowana i opisana.

Wed³ug [13] ca³kowita liczba uk³adów zainstalowanych na oczyszczalniach

œcieków wynosi oko³o 30 (1999 rok). Ca³kowita moc elektryczne w tych uk³ad-
ach wynosi³a 14,5 MW. W tym samym okresie ca³kowita liczba uk³adów na
wysypiskach odpadów wynosi³a 16 a ich ca³kowita moc 5,44 MW.

Na rysunku 4 przedstawiono liczbê instalacji w sektorze gazów specjal-

nych, z podzia³em na zakresy mocy elektrycznej. Z rysunku wynika, ¿e naj-
wiêcej projektów zrealizowano tu w zakresie mocy elektrycznej 100 kW do
1000 kW, z czego najliczniejszy jest zakres 100 kW do 200 kW. Wynika to
g³ównie z poda¿y paliwa gazowego z instalacji pozyskiwania biogazu. Wszyst-
kie projekty zrealizowano przy wykorzystaniu t³okowych silników gazowych.
Ca³kowita liczba zidentyfikowanych maszyn wynosi³a 64. Lista istniej¹cych
w roku 2003 obiektów przedstawiona jest w tablicy 2.

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

235

Rys. 4. Ma³e uk³ady kogeneracyjne w Polsce w roku 2003 w sektorze wykorzystania gazów

specjalnych; przedzia³y mocy elektrycznej: A: N<100 kW; B: 100 kW<N<200 kW;

C: 200 kW<N<500 kW; D: 50 kW<N<1000 kW; E: 1000 kW<N<3000

236

Janusz Skorek, Jacek Kalina

Tablica

2

Uk³ady

kogeneracyjne

zasilane

gazem

ziemnym

w

Polsce

w

roku

2003

Lp.

Lokalizacja

Urz¹dzenie

Dostawca

Moc

elektryczna

Moc

cieplna

Noœnik

ciep³a

1

Warsaw

Gas

Company

(biurowiec)

Silnik

HKA

5.5

Sach-Senertec

GmbH

5.5

kW

12

kW

Woda

2

Œwiebodzice

(EC

komunalna)

Silnik

i

2

x

JMS

620

Jenbacher

2

x

2.7

MW

2

x

2.8

MW

Woda

3

Cmolas

k.

Kolbuszowej

(EC

przemys³owa)

Silnik

JMS

312

Jenbacher

580

kW

420

kW

Woda

4

Zakopane

(EC

komunalna)

Silniki

3

x

JMS

312

Jenbacher

3

x

543

kW

3

x

703

kW

Woda

5

Poznañ

Szamotu³y

(EC

komunalna)

Silnik

Zentec

230

HR

Waukesha

275

kW

387

kW

Woda

6

Poznañ

(sport)

Silnik

EMK

6/330

G.A.S.

Energietechnik

GmbH

115

kW

195

kW

Woda

7

Wrzeœnia

(sport)

Silnik

Vitoblok

GG110

MAN/Viessmann

110

kW

180

kW

Woda

8

Bialystok

(EC

przemys³)

Vitoblok

GG22

MAM/Viessmann

22

kW

45.5

kW

Woda

9

Pogorzelica

(hotel)

Silnik

PREM

10

Tedom

9

k

W

2

1

k

W

Woda

10

Kartuzy

(sziptal)

Silnik

Vitoblok

43

MAN/Viessmann

43

kW

72

kW

Woda

11

Baranowo

(mleczarnia)

Silnik

JMS

316

Jenbacher

836

kW

1013

kW

Woda

12

Pozedrze

k.

Gi¿ycka

(biurowiec)

Silnik

PREM

10

Tedom

9

k

W

2

1

k

W

Woda

13

Tarnowskie

Góry

(szpital)

Silnik

Tedom

260

CAT

Tedom/Caterpillar

260

kW

408

kW

Woda

14

Winnica

k.

Pu³tuska

(EC

komunalna)

Silnik

PREM

22

Tedom

22

kW

45.5

kW

Woda

15

Tuchów

(EC

komunalna)

Silnik

Tedom

Tedom

66

kW

106

kW

Woda

16

Lublin

–

Stê¿yca

(szklarnie)

2

x

Caterpillar

1

x

SFGLD

560

Caterpillar

Guascor

2

x

1.03

MW

0.93

MW

2

x

1.7

MW

1.3

MW

Woda,

spaliny

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

237

17

Zg³obieñ

k.

Rzeszowa

2

x

silnik

Fiat,

Iveco

100

kW

+

2

0

k

W

n.a.

Woda

18

Grabownica

2

x

silnik

Wola

n.a.

n.a.

Woda

19

Przeworsk

(szpital)

2

x

silnik

Wola

100

+

200

kW

n.a.

Woda

20

Nosówka

k.

Rzeszowa

(kopalnia

nafty)

Silnik

(gaz

pozasystemowy)

Wola

100

kW

160

kW

n.a.

21

Tarnów

Silnik

(system

gas)

Wola

200

kW

280

kW

Woda

22

Kosarzyn

k.

Gubina

(kopalnia

nafty)

10

x

Silnik

(gaz

pozasystemowy)

Wola

10

x

200

kW

n.a.

n.a.

23

Wielopole

k.

Sanoka

(kopalnia

nafty)

Silnik

(gaz

pozasystemowy)

Wola

200

kW

n.a.

n.a.

24

Sanok

(kopalnia

nafty)

Silnik

(gaz

pozasystemowy)

Wola

200

kW

n.a.

n.a.

25

£odyna

k.

Sanoka

(kopalnia

nafty)

Silnik

(gaz

pozasystemowy)

Wola

60

kW

n.a.

n.a.

26

Wólka

Wêglowa

Silnik

(system

gas)

Wola

200

kW

n.a.

n.a.

27

Nowa

Sól

(EC

przemys³owa)

3

x

Silnik

(gaz

pozasystemowy)

Wola

3

x

200

kW

n.a.

n.a.

28

W³adys³awowo

(EC

komunalna)

GT

2

x

501

KB7

Rolls-Royce

Allison

2

x

5.5

MW

2

x

*8.5

MW

Woda

29

ECO

Opole

(EC

komunalna)

GT

Tempest

Alstom

7.4

MW

12.2

MW

Woda

30

Boles³awiec

(EC

przemys³owa)

GT

Centaur

50

Tuma

Turbomach

4.1

MW

28

MW

Para

31

Siedlce

(EC

przemys³owa)

GT

2

x

Taurus

70

Tuma

Turbomach

2

x

7.3

MW

23

MW

Woda

32

Wroc³aw

(EC

przemys³owa)

GT

Centaur

40

Tuma

Turbomach

3.8

MW

6.3

MW

Woda

33

Ostrów

Wielkopolski

(EC

komunalna)

GT

CX501

KB7

Centrax

5.1

MW

11.6

MW

Woda

34

Tarnów

(EC

komunalna)

GT

CX501

KB5

Centrax

3.75

MW

10

MW

Woda

*Ÿród³a:

i

inne

Tablica 3

Uk³ady kogeneracyjne zasilane gazami specjalnymi w Polsce w roku 2003

Lp.

Lokalizacja

Urz¹dzenie

Dostawca

Moc

elektryczna

Typ

Rodzaj gazu

1

Bydgoszcz

3 x Silnik

Wola

3 x 200 kW

Wysypisko

Biogaz

2

Grudzi¹dz

Silnik

Wola

160 kW

Wysypisko

Biogaz

3

Olsztyn

2 x Silnik

Wola

2 x 200 kW Oczyszczalnia

Biogaz

4

Borowiczki

k. P³ocka

Silnik

Wola

200 kW

Cukrownia

Biogaz

5

Koszalin

Silnik

Wola

100 kW

Wysypisko

Biogaz

6

Poznañ

Silnik

Wola

2 x 200 kW

Wysypisko

Biogaz

7

Siedlce

Silnik

135V12-G

Wola

200 kW

Oczyszczalnia

Biogaz

8

Opole

Silnik

Wola

2 x 200 kW Oczyszczalnia

Biogaz

9

Inowroc³aw

Silnik

Wola

2 x 160 kW Oczyszczalnia

Biogaz

10

Elbl¹g

Silnik

Wola

2 x 200 kW Oczyszczalnia

Biogaz

11

Gdañsk

Szadu³ki

Silnik

Wola

2 x 200 kW

Wysypisko

Biogaz

12

S³upsk

Silnik

Wola

100 kW

Wysypisko

Biogaz

13

Pu³awy

Silnik

Wola

2 x 160 kW Oczyszczalnia

Biogaz

14

Sokolów

Podlaski

Silnik

Wola

200 kW

Oczyszczalnia

Biogaz

15

Bia³a

Podlaska

Silnik

135R6TC-G

Wola

160 kW

Oczyszczalnia

Biogaz

16

Be³chatów

Silnik

Wola

2 x 170 kW

Wysypisko

Biogaz

17

Kroœniewice

Silnik

Wola

180 kW

Wysypisko

Biogaz

18

Bytom

Radzionków

Silnik

135R6TC-G

Wola

180 kW

Oczyszczalnia

Biogaz

19

Gliwice

Silnik

E2842 E302

MAN

2 x 200 kW Oczyszczalnia

Biogaz

20

Ostróda

Silnik

E2842 E302

MAN

186 kW

Oczyszczalnia

Biogaz

21

Toruñ

JMS 312

GS-B.L.

Jenbacher

551 kW

Wysypisko

Biogaz

22

Sosnowiec

JMS 316

GS-B.L.

Jenbacher

802 kW

Wysypisko

Biogaz

238

Janusz Skorek, Jacek Kalina

23

Olsztyn

JMS 316

GS-B.L.

Jenbacher

802 kW

Wysypisko

Biogaz

24

Ruda Œl¹ska

– Bielszowice

JMS 312

GS-B.L.

Jenbacher

543 kW

Kopalnia

Kopalniany

25

Ruda Œl¹ska

– Halemba

JMS 312

GS-B.L.

Jenbacher

543 kW

Kopalnia

Kopalniany

26

Wroc³aw

3 x JMS 312

GS-B./N.L.

Jenbacher

1.803

Oczyszczalnia

Biogaz/

gaz ziemny

27

Katowice

JMS 316

GS-B.L.

Jenbacher

802 kW

Wysypisko

Biogaz

28

£ubna

JMS 316

GS-B.L.

Jenbacher

836 kW

Wysypisko

Biogaz

29

Suszec –

“Krupiñski”

TBG 632 V16

Deutz

2,7 MW

Kopalnia

Kopalniany

30

Pniówek

2 x TBG 632

V16

Deutz

2 x 3,2 MW

Kopalnia

Kopalniany

31

¯ory –

Budryk

Silniki

MVV EPS

Polska/

Deutz

n.a.

Kopalnia

Kopalniany

32

¯yrardów

Tedom Cento

150

Tedom

140 kW

Oczyszczalnia

Biogaz

33

Czêstochowa

8A20G

HCP S.A.

„Cegielski”

650 kW

Oczyszczalnia

Biogaz

34

¯ywiec

MAN E2876

TE

Viessmann

114 kW

Oczyszczalnia

Biogaz

35

Radom

Silnik

105H12G

Wola

160 kW

Wysypisko

Biogaz

36

Gliwice

2 x Silnik

Elteco

n.a.

Wysypisko

Biogaz

37

Kobierniki k.

P³ocka

Silnik

n.a.

n.a.

Wysypisko

Biogaz

38

B¹dki k.

Kwidzynia

Silnik

n.a.

235 kW

Wysypisko

Biogaz

39 Do³y Brzeskie

Silnik

n.a.

340 kW

Wysypisko

Biogaz

40

Rzeszów

2 x Silnik

SW680

NGV

Autogas

2 x 90 kW

Oczyszczalnia

Biogaz

41

Chrzanów

2 x Silnik

NGV

Autogas

2 x 90 kW

Oczyszczalnia

Biogaz

42

Olkusz

2 x Silnik

NGV

Autogas

2 x 90 kW

Oczyszczalnia

Biogaz

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

239

43

Pleszew

2 x Silnik

NGV

Autogas

2 x 90 kW

Oczyszczalnia

Biogaz

44

Szczecin

Klucz

2 x Silnik

n.a.

2 x 200 kW

Wysypisko

Biogaz

45

Kraków

„Barycz”

3 x Silnik

n.a.

2 x 250

+ 375 kW

Wysypisko

Biogaz

Podsumowuj¹c nale¿y stwierdziæ, ¿e potencja³ energetyczny istniej¹cych

i planowanych odbiorów ciep³a i energii elektrycznej jest du¿y. Odpowiednia
strategia rozwoju i promocja gazowych uk³adów skojarzonych ma³ej mocy
mog³aby doprowadziæ do znacznego rozwoju tej technologii w Polsce. Z drugiej
jednak strony nale¿y podkreœliæ, ¿e wymaga to aktywnoœci nie tylko firm zaj-
muj¹cych siê dystrybucj¹ urz¹dzeñ, ale wszystkich zainteresowanych uczest-
ników rynku. Wiêkszoœæ przedstawionych sektorów nie jest spenetrowana
a istniej¹cy w nich potencja³ nie jest odkryty. Wskazanie kierunków realizacji
projektów inwestycyjnych niew¹tpliwie wymaga tu budowy obiektów demon-
stracyjnych i wci¹¿ jeszcze licznych dzia³añ promocyjnych.

3. Rynek uk³adów kogeneracyjnych w Unii

Europejskiej

Na perspektywy rozwoju rozproszonej kogeneracji w Polsce mo¿na te¿ pa-

trzeæ przez pryzmat rozwoju tej technologii w innych krajach, np. Unii euro-
pejskiej. Wiêkszoœæ z tych krajów od dawna (znacznie wczeœniej ni¿ Polska)
zaczê³a na szerok¹ skalê wdra¿aæ do praktyki gazow¹ kogeneracjê rozpro-
szon¹. Obserwacja trendów rozwojowych w tych w³aœnie krajach (z uwzglêd-
nieniem wieloletniego przesuniêcia czasowego), mo¿e byæ równie¿ istotn¹
wskazówk¹ przy szacowaniu krajowego potencja³u zastosowania ma³ej, roz-
proszonej energetyki skojarzonej.

Jednym z pierwszych krajów, w którym na szerok¹ skalê zaczêto wdra¿aæ

technologiê ma³ych gazowych uk³adów skojarzonych, jest Wielka Brytania.
Charakterystykê rynku gazowych uk³adów kogeneracyjnych w tym kraju
przedstawiono na rysunkach 5 i 6 (oko³o 1500 projektów zrealizowanych do
roku 2002 o ³¹cznej mocy elektrycznej ponad 4800 MW).

Zestawienie zainstalowanych Wielkiej Brytanii do 2002 roku wszystkich

uk³adów kogeneracyjnych (z podzia³em na 4 grupy wielkoœci mocy) przedsta-
wiono w tablicy 4. W tablicy 5 przedstawiono zestawienie uk³adów CHP zain-
stalowanych w sektorze budownictwa z podzia³em na poszczególne reprezen-
tatywne grupy. £¹czn¹ liczbê uk³adów CHP (i ich moc) zainstalowanych
w wielkiej Brytanii w latach 1995 do 2001 przedstawiono w tablicy 6.

240

Janusz Skorek, Jacek Kalina

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

241

Rys. 5. Gazowe uk³ady kogeneracyjne w Wielkiej Brytanii –klasyfikacja ze wzglêdu na

liczbê instalacji (w sumie oko³o 1150 projektów)

Rys. 6. Gazowe uk³ady kogeneracyjne w Wielkiej Brytanii – klasyfikacja ze wzglêdu na moc

elektryczn¹ zainstalowan¹ (w sumie oko³o 1500 projektów)

Tablica 4

Zestawienie uk³adów kogeneracyjnych zainstalowanych w Wielkiej Brytanii

(rok 2002)

WielkoϾ mocy

elektrycznej

Liczba

instalacji

Udzia³

%

Ca³kowita moc

elektryczna (MW)

Udzia³

%

Poni¿ej 100 kW

679

43,2

41

0,9

100 kW – 999 kW

631

40,1

154,2

3,2

1 MW – 9,9 MW

190

12,1

779,6

16,2

10 MW i wy¿sza

73

4,6

3 826,2

79,7

Suma

1 573

100

4 801,1

100

Tablica 5

Liczba i moc uk³adów CHP zainstalowanych w Wielkiej Brytanii w sektorze

budownictwa (rok 2002)

Sektor

Liczba

instalacji

Moc elektryczna

MW

Moc cieplna

MW

Centra sportowe

437

41,92

73,08

Hotele

308

37,98

64,95

S³u¿ba zdrowia

228

110,81

316,74

Budynki mieszkalne

55

46,57

75,65

Biura

28

18,37

22,61

Obiekty oœwiatowe

23

10,26

26,12

Uniwersytety

33

29,57

88,04

Administracja pañstwowa

17

11,92

19,23

Handel detaliczny

8

5,97

4,86

Inne (rolnictwo, lotniska, itp.)

7

15,10

23,37

Suma

1 144

328,48

714,65

Tablica 6

Zestawienie uk³adów CHP zainstalowanych w Wielkiej Brytanii w latach

1995–2001

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

Liczba instalacji

1 220

1 282

1 287

1 307

1 313

1 556

1 573

Moc elektryczna, MW

3 390

3 463

3 628

3 885

4 239

4 632

4 801

242

Janusz Skorek, Jacek Kalina

Prognozy rozwoju rozproszonej kogeneracji ma³ej mocy w Europie s¹ bar-

dzo ró¿ne w zale¿noœci od scenariuszy rozwoju gospodarczego, a zw³aszcza od
czynnika ekologicznego. Wed³ug Cogen Europe mo¿na tu wyró¿niæ 4 podsta-
wowe scenariusze:
– utrzymanie obecnej polityki energetycznej i ekologicznej zak³adaj¹cej ewolu-

cyjny rozwój technologii energetycznych (scenariusz PP – Present Policy),

– podwy¿szona œwiadomoœæ ochrony œrodowiska (scenariusz HEA – Heighte-

ned Environmental Awareness),

– nieregulowana liberalizacja rynku energii (scenariusz DL – deregulated

Liberalisation),

– wariant „post Kyoto” gdzie koszty niekorzystnego oddzia³ywania na œrodo-

wisko bêd¹ bardzo wysokie, stymuluj¹c rozwój wysokosprawnych i czys-
tych technologii (scenariusz PK – Post Kyoto).

Prognozowany przez Cogen Europe rozwój uk³adów kogeneracyjnych

przedstawiono na rysunkach od 7 do 10. Rysunek 7 dotyczy wszystkich 28
krajów Europy. Kolejne rysunki dotycz¹ Wielkiej Brytanii, Polski i Czech.
Najbardziej dynamiczny rozwój technologii kogeneracji przewidywany jest
przy realizacji najbardziej proekologicznego scenariusza rozwoju, tzn. scena-
riusza PP (Post Kyoto). W wariancie DL (Deregulated Liberalisation) przewi-
duje siê utrzymanie ³¹cznej mocy zainstalowanej na sta³ym poziomie. Inwe-
stycje bêd¹ nadal realizowane, ale jako zastêpuj¹ce wyeksploatowane stare
uk³ady wêglowe.

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

243

Rys. 7. Prognoza mocy zainstalowanych uk³adów CHP w 28 krajach Europy w zale¿noœci

od scenariusza rozwoju

244

Janusz Skorek, Jacek Kalina

Rys. 8. Prognoza mocy zainstalowanych uk³adów CHP w Wielkiej Brytanii w zale¿noœci od

scenariusza rozwoju

Rys. 9. Prognoza mocy zainstalowanych uk³adów CHP w Polsce w zale¿noœci od scenariu-

sza rozwoju

4. Wnioski

W pracy przedstawiono wstêpn¹ analizê studialn¹ polskiego rynku gazo-

wych uk³adów kogeneracyjnych ma³ej mocy. Omówiono zarówno stan obecny
technologii na polskim rynku energii jak i ocenê potencja³u i pewne prognozy
na przysz³oœæ.

Pamiêtaj¹c o fakcie, ze zainteresowanie uk³adami kogeneracyjnymi malej

mocy jest obserwowane w Polsce od oko³o 8 lat, mo¿na stwierdziæ, ¿e liczba
istniej¹cych uk³adów jest stosunkowo ma³a. Bior¹c pod uwagê rozmiar jedno-
stek, mo¿na stwierdziæ, ¿e najwiêksza liczba wdro¿onych projektów jest o mo-
cy elektrycznej mniejszej ni¿ 200 kW. S¹ to instalacje dla klientów indywi-
dualnych pod³¹czonych do sieci niskiego napiêcia. Najbardziej wp³ywowymi
czynnikami by³y tu stosunkowo ma³e zapotrzebowanie w³asne mocy elek-
trycznej, unikanie sprzeda¿y lub nadwy¿ki elektrycznoœci spowodowane pro-
blemami z wzajemnym po³¹czeniem i niskie ceny oferowane przez elektrow-
nie oraz stosunkowo niskie koszty inwestycyjne. Z drugiej strony rynek
uk³adów powy¿ej 1 MW mocy elektrycznej wydaje siê byæ tak¿e atrakcyjny.
W tym zakresie mocy realizowane s¹ zwykle projekty przemys³owe i komu-
nalne.

Generalnie mo¿na stwierdziæ, ¿e potencjalny rynek jest stosunkowo du¿y

i z dobrymi perspektywami. Istniej¹ jednak pewne przeszkody, które hamuj¹
rozwój technologii rozproszonych uk³adów kogeneracyjnych. Najwa¿niejsz¹
barier¹ jest ci¹gle stosunkowo niska rentownoœæ projektów.

Na rynku zosta³y ju¿ ustalone mechanizmy prawne, organizacyjne i finan-

sowe. Te mechanizmy mog¹ pomóc zrealizowaæ udane projekty. Niew¹tpliwie

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

245

Rys. 10. Prognoza mocy zainstalowanych uk³adów CHP w Czechach w zale¿noœci od scena-

riusza rozwoju

wa¿nym czynnikiem jest przyst¹pienie Polski do Unii Europejskiej. Spodzie-
wane jest, ¿e w nadchodz¹cym okresie 1 do 5 lat ten proces przyniesie wiele
zmian na rynku energii w kraju. Najwa¿niejszym jest zakoñczenie zmian
strukturalnych i procesu tworzenia wolnego rynku. Dostêpnoœæ œrodków eu-
ropejskich jest postrzegana jako czynnik, który mo¿e pomóc zrestrukturyzo-
waæ infrastrukturê polskiego systemu energetycznego. Trendowi temu po-
winno sprzyjaæ przyjêcie 11.02.204 roku przez Parlament Europejski tzw. Dy-
rektywy CHP (kogeneracyjnej) – dyrektywa 2004/8/EC. W nowym systemie
jednostki kogeneracyjne ma³ej mocy mog¹ odgrywaæ wa¿n¹ rolê na poziomie
regionalnym.

Szersze u¿ycie uk³adów kogeneracyjnych bazuj¹cych na paliwach gazo-

wych przyniesie wiele korzyœci dla kraju. Po pierwsze jest to najbardziej efek-
tywne narzêdzie w zakresie obni¿enia zarówno emisji jak i zu¿ycia energii
pierwotnej. Po drugie, nowe jednostki tworz¹ miejsca pracy, co jest bardzo
wa¿nym czynnikiem dla lokalnej ekonomii na poziomie poszczególnych kra-
jów. Technologia ta prowadzi równie¿ do zró¿nicowania zu¿ycia paliw, co jest
obecnie jednym z priorytetów polityki energetycznej w Polsce. Co jest równie¿
wa¿ne w sektorze gazów specjalnych to, ¿e uk³ady kogeneracyjne ma³ej mocy
daj¹ nowe mo¿liwoœci rozwoju obszarów wiejskich i rolniczych.

Przeszkody, które musz¹ zostaæ pokonane, aby wzbudziæ wzrost liczby in-

stalowanych jednostek kogeneracyjnych, s¹ charakteru edukacyjnego, pro-
mocyjnego, strukturalnego, politycznego, finansowego i technicznego. Najwa-
¿niejsze z nich zosta³y podkreœlone i przedyskutowane w tym raporcie. Pewne
przeszkody zostan¹ pokonane podczas procesu tworzenia siê wolnego rynku.
Inne wymagaj¹ jednak szczególnego wysi³ku pañstwa i innych zainteresowa-
nych stron.

Tworzenie prognoz na bardziej odleg³¹ przysz³oœæ jest trudnym zadaniem.

Generalnie mo¿na przewidywaæ, ¿e jeœli nie pojawi¹ siê inne technologie wy-
twarzania energii, uk³ady kogeneracyjne ma³ej mocy powinny graæ wa¿n¹ i
coraz wiêksz¹ rolê, zw³aszcza w systemach lokalnych. Najbardziej obie-
cuj¹cymi sektorami s¹ ciep³ownie ma³ej mocy na rynku gazu ziemnego oraz
jednostki wykorzystuj¹ce biogaz na rynku energetyki odnawialnej.

Literatura

[1] Agencja Rynku Energii: http://www.are.waw.pl
[2] Biuletyn Statystyczny Ministerstwa Zdrowia: 1999 and 2002. Warsaw

2000, 2003.

[3] EDUCOGEN The European Educational Tool on Cogeneration. 2

nd

edi-

tion, December 2001 ( http://www.cogen.org/projects/educogen.htm)

[4] Electricity Exchange Office (Kantor Energii): http://www.jack.entra.pl
[5] Gie³da Energii: http://www.polpx.pl
[6] G³ówny Urz¹d Statystyczny: http://www.stat.gov.pl

246

Janusz Skorek, Jacek Kalina

[7] Internet Platform for Electricity Turnover: http://www.poee.pl
[8] Kalina J., Jurkowski M.: Nadbudowa wêglowej ciep³owni komunalnej

uk³adem kogeneracyjnym z turbin¹ gazow¹ lub t³okowym silnikiem spa-
linowym. Energetyka nr 5/2004

[9] K¹dzielawa A.: Bezpieczeñstwo energetyczne kraju (Power security of

the Country). Elektroenergetyka no. 1/2003 (44)

[10] Ministerstwo Gospodarki: Assessment and corrections of the energy po-

licy for Poland up to the year 2020. Warsaw, 2002.

[11] Ministerstwo Gospodarki: Short-term prognosis for energy market deve-

lopment in Poland. Warsaw, March 2002.

[12] Ministerstwo Œrodowiska: http://www.mos.gov.pl
[13] Ministerstwo Œrodowiska: Strategy for the development of renewable

energy resources in Poland. Warsaw, September 2000.

[14] Ministry of Economy, The Energy Regulatory Authority of Poland: Ope-

rational rules for the Polish Electricity Market in the year 2000 and
Beyond”. Warsaw 1999.

[15] Ofgem CHP database (www.ofgem.gov.uk)
[16] Podziemski T., Ba³ut H.: Natural gas as the source of electricity, heat

and cold in the XXI century. Proceedings of the VI International Confe-
rence “Gas engines” Szczyrk, Poland, June 2003.

[17] Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo SA: http://www.pgnig.pl
[18] Polskie Sieci Elektroenergetyczne: http://www.ptpiree.com.pl
[19] Polskie Sieci Elektroenergetyczne: Strategy of development in the

aspect of meeting present and future electricity requirements. Warsaw,
July 2000.

[20] Skorek J., Kalina J., Bartnik R., Sawicki W.: Analiza techniczno-ekono-

miczna op³acalnoœci nadbudowy wêglowej elektrociep³owni parowej tur-
bin¹ gazow¹ i kot³em odzyskowym. Energetyka nr 4 (574)/2002.
pp. 195-201.

[21] Skorek J.: Efektywnoœæ energetyczna i ekonomiczna gazowych uk³adów

kogeneracyjnych ma³ej mocy. Wydawnictwo Politechniki Œl¹skiej, Gli-
wice, 2002.

[22] UK Government Energy Efficiency Best Practice Programme: Good

Practice Guide No. 267. Combined heat and power in hospitals.

[23] Urz¹d Regulacji Energetyki: Systemy ciep³ownicze – stan obecny, taryfy

I ine zagadnienia. Warszawa 2001.

[24] Urz¹d Regulacji Energetyki: http://www.ure.gov.pl
[25] US Trade and Development Agency: Commercial and Technical Evalu-

ation of the Applications of Gas Turbine Technology in Industrial Plant
in Poland. Final Report. June, 2000.

Recenzent: Prof. dr hab. in¿. Gerard KOSMAN

Wp³ynê³o do Redakcji: 10.03.2005 r.

Potencja³ zastosowania paliw gazowych...

247