Използване на слънчева енергия в топлофикационната мрежа на град София

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on email

Технически рапорт: Борислав Колев

 

Абстракт

Разгледани са възможностите за внедряване на системи за добив на слънчева енергия в топлопреносната мрежа в град София, която снабдява 440 хиляди абонати с 4.66 TWh годишно. Пресметнати са основните параметри на подходящия тип системи според мястото им на присъединяване към мрежата. Резултатите показват, че себестойността на топлинната енергия, произведена от такива системи, превъзхожда действащата цена на местния пазар. Направена е оценка на различните стимули и са разгледани възможностите за насърчаване от местните и национални власти.


РЕКЛАМА:

***

 

  • Въведение

 

Настоящият труд разглежда възможностите за увеличение на слънчевата енергия, която се използва в град София. В светлината на климатичните промени и ангажиментите на европейските държави за преход към въглеродно неутрална икономика е необходима трансформация на енергийните първоизточници към такива, които имат минимален принос към парниковите газове и не замърсяват околната среда при експлоатацията си. В директива 2012/27/ЕС е подчертана необходимостта от въвеждане на „възобновяеми енергийни източници“ /ВЕИ/ и все по-голямата им употреба, като първоизточник на енергия.

 

Фиг. 1: Енергиен профил на източниците за директно производство на топлинна енергия за бита и индустрията за 2018 г. (Министерство на Енергетиката, 2021).

Приблизително 50% от цялото енергийно потребление е за топлинна енергия към бита и индустрията. Отоплението и охлаждането съставляват 80% от енергийното потребление в жилищните сгради, а 84% от енергията използвана за тези цели в Европа идва от фосилни горива и само 16% от възобновяеми източници (Tschopp, 2020). В България енергийният профил на потреблението е показан на Фиг. 1. За да бъдат достигнати целите на Парижкото споразумение и националните енергийни цели, декарбонизацията и енергийната ефективност е необходимо да обхванат освен електрическите мощности и топлинните.

Слънчевата енергия за топлофикационни цели се използва все по-широко, като водещ световен пример в това отношение е Дания, където през 2016 г. са инсталирани общо 348 MW /497 000 m2/ (Solar Distric Heating, 2021). Развитието на технологията там се обяснява с високата цена на фосилните горива за бита, широкото разпространение на централизирани мрежи за отопление и възможностите за участие на тези мрежи в националния пазар за емисии. Вследствие на широкото внедряване на технологията в Дания през последните 14 години, този индустриален сектор е претърпял силно развитие и в резултат едни от водещите световни компании, специализиращи в големи соларни мощности, са датски. Участието в ранните етапи на развитие на тази технология ще имат положителен ефект и за индустрията, поради големия потенциал за внедряване в световен мащаб. Затова е необходимо да бъде даден положителен пример с пилотен проект на национално равнище, което да даде тласък за бъдещо развитие на сектора. Реализацията на подобен обект е най-рационално да бъде извършена в действаща топлофикационна мрежа, където потреблението е известно и ще може да се постигне максимално оползотворяване на слънчевата енергия. Това прави топлофикационната мрежа на град София подходящ и интересен избор от техническа гледна точка, тъй като разнообразния профил на топлоизточниците и клиентите изисква различни решения и обема на преносната мрежа е достатъчно голям, за да бъде използван за краткосрочен енергиен буфер, което разширява възможностите за използване на слънчева енергия.

„Топлофикация София“ по данни от 2018 г. е доставила 4.66 TWh топлинна енергия за близо 440 хиляди домакинства по трасета с обща дължина от 1007.7 километра (Столичен общински съвет, 2020), което я прави една от най-големите топлофикационни мрежи на Балканите. В литературата рядко са разглеждани или анализирани случаи на внедряване на слънчева енергия в толкова големи топлофикационни мрежи, поради специфики в регулаторните норми на различните държави или поради високата температура, която е необходимо да бъде постигната за нуждите на градската мрежа (Winterscheid, 2017).

Цялата статия, както и още много други можете да прочетете в новия брой 147 на сп. Българска Наука

Подаряваме ти първите 46 стр. от брой 147 тук>>