Energetyka Cieplna Opolszczyzny (ECO) podpisała umowę z Cementownią Odra w sprawie odzysku ciepła odpadowego z procesu chłodzenia klinkieru. To pierwsza w Polsce instalacja tego typu, w której wysokotemperaturowe spaliny z cementowni zasilą bezpośrednio miejski system ciepłowniczy. Moc źródła to 5 MW, z możliwością zwiększenia. ECO ograniczy spalanie paliw kopalnych i emisję CO₂.

• Pierwsza taka instalacja w Polsce. Ciepło odpadowe z procesu chłodzenia klinkieru w Cementowni Odra zostanie przekazane bezpośrednio do miejskiej sieci ciepłowniczej Opola – to jedna z największych instalacji odzysku ciepła odpadowego z cementowni w kraju i pierwsza z bezpośrednim zasilaniem systemu miejskiego. Dzięki temu ECO ograniczy uruchamianie własnych instalacji opalanych węglem i gazem, co przełoży się na realną redukcję emisji CO₂.
• 5 MW mocy z szansą na więcej. Cementownia Odra rozpoczyna budowę wymiennika ciepła, który umożliwi stabilne dostarczanie 5 MW mocy cieplnej do systemu ECO, z perspektywą zwiększenia tego wolumenu w przyszłości. Nośnikiem ciepła są wysokotemperaturowe gazy odlotowe powstające podczas produkcji klinkieru – dotąd uchodzące w większości bezużytecznie do atmosfery.
• Strategiczny krok dla opolskiego ciepłownictwa. Realizacja umowy pomoże Opolu utrzymać status efektywnego systemu ciepłowniczego również po 2028 roku, gdy wejdą w życie ostrzejsze wymagania unijne. To jednocześnie wpisanie się w gospodarkę obiegu zamkniętego – odpadowe ciepło z przemysłu zamiast być stratą, staje się towarem i paliwem dla miasta.

W hucie cementu, gdzie klinkier wypalany jest w temperaturze ponad 1400 stopni Celsjusza, a następnie gwałtownie chłodzony, powstaje coś, co przez dekady uznawano wyłącznie za problem – gorące gazy odlotowe, uchodzące do atmosfery przez kominy. Cementownia Odra w Opolu każdego dnia produkowała to ciepło, by potem bezpowrotnie je tracić. Miejski dostawca ciepła, Energetyka Cieplna Opolszczyzny, każdej zimy uruchamiał własne kotły opalane węglem lub gazem, by ogrzać mieszkania i biura. Łącząc te dwa światy – cementownię i miejską sieć – postanowiono zmienić straty w zysk.

Po około roku rozmów, ustaleń technicznych i negocjacji, ECO oraz Cementownia Odra podpisały umowę o przyłączeniu do miejskiego systemu ciepłowniczego źródła odzysku ciepła odpadowego z procesu chłodzenia klinkieru. To jedna z pierwszych i największych tego typu instalacji w Polsce, a zarazem pierwsza, w której ciepło odpadowe z cementowni zostanie przekazane bezpośrednio do systemu ciepłowniczego miasta, bez pośredników i bez marnowania energii.

Jak działa odzysk ciepła w cementowni?

Proces produkcji cementu jest niezwykle energochłonny. Wapień i inne surowce są mieszane, a następnie wypalane w piecu obrotowym w temperaturze około 1450 stopni Celsjusza. Powstały w ten sposób klinkier – granulki o wielkości orzecha włoskiego – musi zostać gwałtownie schłodzony, by ustabilizować jego strukturę. Do chłodzenia wykorzystuje się powietrze, które przepływa przez gorący klinkier, nagrzewając się do temperatury kilkuset stopni. To gorące powietrze (gazy odlotowe) tradycyjnie trafiało do komina, a wraz z nim – do atmosfery – ogromna ilość energii, której nie dało się wykorzystać na miejscu.

Cementownia Odra w ramach inwestycji rozpoczyna budowę wymiennika ciepła, który zostanie zainstalowany na linii gazów odlotowych z chłodnika klinkieru. Urządzenie przechwyci część tego ciepła i przekaże je do obiegu wodnego, który następnie popłynie do miejskiej sieci ciepłowniczej. Moc dostarczanego ciepła ma wynosić 5 megawatów, z możliwością zwiększenia tej mocy w przyszłości, gdyby zapotrzebowanie miasta wzrosło lub gdyby technologia pozwoliła na odzysk większej ilości energii.

Dla porównania – 5 megawatów to tyle, ile jest w stanie wyprodukować średniej wielkości kocioł węglowy lub gazowy w lokalnej ciepłowni. Dzięki odzyskowi ciepła z cementowni, ECO nie będzie musiała uruchamiać własnych instalacji opalanych paliwami kopalnymi o takiej samej mocy. Przekłada się to bezpośrednio na mniejsze spalanie węgla i gazu, a co za tym idzie – niższe emisje dwutlenku węgla oraz innych zanieczyszczeń.

Korzyści dla systemu ciepłowniczego Opola

Miejski system ciepłowniczy w Opolu, zarządzany przez ECO, zaopatruje w ciepło większość mieszkańców miasta – zarówno w blokach z wielkiej płyty, jak i w nowych osiedlach oraz w budynkach użyteczności publicznej. Ciepło produkowane jest głównie w elektrociepłowni opalanej węglem, a także w kotłach gazowych i w coraz większym stopniu z odnawialnych źródeł energii. Do tej pory nie wykorzystywano ciepła odpadowego z przemysłu na większą skalę.

Podpisana umowa z Cementownią Odra zmienia ten stan rzeczy. Ciepło, które do tej pory uchodziło przez kominy, zostanie skierowane do sieci i wykorzystane do ogrzewania domów. Dla ECO oznacza to przede wszystkim oszczędność paliwa – każda megawatogodzina dostarczona z cementowni to megawatogodzina, której nie trzeba produkować we własnych kotłach. W skali roku, przy mocy 5 MW i założeniu pracy przez około 7000-8000 godzin, daje to od 35 do 40 tysięcy megawatogodzin ciepła pochodzącego z odzysku.

To nie tylko korzyść ekonomiczna. To także krok w kierunku utrzymania w Opolu statusu efektywnego systemu ciepłowniczego po 2028 roku. Zgodnie z unijnymi regulacjami, systemy ciepłownicze, które nie spełnią określonych norm efektywności i udziału energii odnawialnej lub odpadowej, mogą utracić preferencyjne traktowanie. Włączenie do sieci ciepła odpadowego z cementowni znacząco poprawia wskaźniki efektywności całego systemu.

Dekarbonizacja i gospodarka obiegu zamkniętego

Współpraca ECO i Cementowni Odra wpisuje się w dwa ważne trendy w polityce energetycznej i środowiskowej. Po pierwsze – dekarbonizacja ciepłownictwa, czyli stopniowe odchodzenie od paliw kopalnych na rzecz zero- lub niskoemisyjnych źródeł ciepła. Odzysk ciepła odpadowego nie emituje dodatkowego dwutlenku węgla – ono i tak powstało w procesie produkcji cementu. Wykorzystanie go zamiast puszczenia w powietrze oznacza, że całkowita emisja na jednostkę wyprodukowanego ciepła spada.

Po drugie – gospodarka obiegu zamkniętego (circular economy). W tradycyjnym modelu liniowym surowce są wydobywane, przetwarzane, a odpady trafiają na wysypisko lub do atmosfery. W modelu cyrkularnym odpady z jednego procesu stają się surowcem dla innego. Ciepło odpadowe z cementowni jest właśnie takim odpadem, który zyskuje nowe życie jako nośnik energii dla miasta. To przykład, jak przemysł ciężki i miejska infrastruktura mogą współpracować, zamykając obieg energii i surowców.

– Po około roku rozmów, ustaleń technicznych oraz negocjacjach wypracowaliśmy ostateczne warunki, na których możliwe będzie dostarczanie do systemu ciepłowniczego miasta Opola nadmiarowego ciepła odpadowego pochodzącego z procesu chłodzenia klinkieru w cementowni – mówi Paweł Krawczyk Członek Zarządu ECO ds. Ekonomicznych.

Techniczne wyzwania

Przekazanie ciepła odpadowego do miejskiej sieci nie jest tak proste, jak podłączenie węża ogrodowego. Gazy odlotowe z chłodnika klinkieru mają temperaturę zmienną – zależą od tempa produkcji cementu, od temperatury zewnętrznej, od wilgotności surowców. Miejska sieć ciepłownicza wymaga stabilnych parametrów – określonej temperatury wody i ciśnienia, które nie mogą skakać w ciągu kilku minut.

Stąd potrzeba budowy wymiennika ciepła i całego systemu regulacji, który ustabilizuje przepływ energii. Cementownia Odra inwestuje we własne urządzenia po swojej stronie przyłącza, ECO – w przyłącze do sieci i w stację wymiany ciepła po swojej stronie. Umowa określa parametry techniczne, jakim musi odpowiadać dostarczane ciepło, oraz zasady rozliczeń za jego odbiór.

Kolejnym wyzwaniem jest odległość. Cementownia Odra znajduje się w pewnej odległości od zwartej zabudowy miejskiej, co wymaga wybudowania odcinka rurociągu łączącego zakład z miejską siecią. To inwestycja, która będzie realizowana w ramach umowy, a jej koszt – choć nieujawniony w komunikacie – jest jednym z elementów negocjacji między stronami.

Pierwsza taka instalacja w Polsce

Choć odzysk ciepła odpadowego z przemysłu nie jest nowością – w hucie szkła, w rafineriach czy w elektrowniach stosuje się go od lat – to w przypadku cementowni polski rynek dopiero raczkuje. Cementownia Odra będzie jedną z pierwszych i największych tego typu instalacji w kraju. I pierwszą, w której ciepło z cementowni trafi bezpośrednio do systemu ciepłowniczego miasta, a nie do ogrzania własnych hal produkcyjnych czy biur.

W Europie Zachodniej takie rozwiązania są coraz powszechniejsze. W Niemczech kilka cementowni współpracuje z lokalnymi sieciami ciepłowniczymi, dostarczając od 2 do 10 MW mocy. W Holandii i Danii odzysk ciepła odpadowego z przemysłu jest wręcz standardem, a miasta projektują swoje systemy ciepłownicze tak, by móc przyłączać zakłady produkcyjne jako źródła ciepła.

Polska jest na początku tej drogi. Opole może stać się wzorem dla innych miast, w których cementownie (np. w Małogoszczy, Chełmie, Rejowcu) lub inne energochłonne zakłady (huty, rafinerie, zakłady chemiczne) sąsiadują z miejską zabudową. Wystarczy wola polityczna, odpowiednie regulacje i – przede wszystkim – opłacalność ekonomiczna.

Koszty i oszczędności

Nie ujawniono kwoty, jaką ECO zapłaci Cementowni Odra za dostarczane ciepło. W tego typu umowach stosuje się zazwyczaj mechanizm cenowy powiązany z ceną alternatywnego paliwa – czyli ile ECO musiałaby zapłacić za węgiel lub gaz, by wyprodukować taką samą ilość ciepła we własnych kotłach. Cena zakupu ciepła odpadowego jest niższa od tej alternatywy (bo cementownia nie ponosi kosztów paliwa do jego wytworzenia – to produkt uboczny), ale na tyle wysoka, by inwestycja w wymiennik i przyłącze zwróciła się cementowni w rozsądnym czasie.

Dla ECO oszczędność polega na tym, że nie musi kupować paliwa, nie musi ponosić kosztów obsługi kotłów (konserwacje, remonty, personel) i nie musi rozliczać emisji CO₂ (które w systemie ETS mają swoją cenę). Dla Cementowni Odra – dodatkowy przychód ze sprzedaży czegoś, co do tej pory było bezużytecznym odpadem. Dla miasta – niższe rachunki za ciepło, jeśli oszczędności ECO przełożą się na taryfy (choć to zależy od decyzji regulatora, Urzędu Regulacji Energetyki).

Kiedy ciepło popłynie do sieci

Umowa została podpisana. Teraz czas na realizację. Cementownia Odra rozpoczyna budowę wymiennika ciepła, ECO – przyłącza do sieci. Harmonogram prac nie został podany w komunikacie, ale podobne inwestycje trwają zwykle od 12 do 24 miesięcy. Optymistyczny scenariusz zakłada, że ciepło odpadowe z cementowni zasili opolskie domy już w sezonie grzewczym 2027/2028. Pesymistyczny – że rok później.

Niezależnie od dokładnej daty, fakt pozostaje: Opole staje się pionierem w Polsce w wykorzystaniu ciepła odpadowego z przemysłu cementowego do ogrzewania miasta. To rozwiązanie, które może być replikowane w innych lokalizacjach, przynosząc korzyści środowiskowe, ekonomiczne i społeczne. A wszystko zaczęło się od rozmów, które trwały około roku, i od decyzji, by przestać patrzeć na kominy cementowni jako na niepotrzebny element krajobrazu, a zacząć widzieć w nich niewykorzystane źródło energii.

Koniec ery wygaszania reaktorów. Świat na nowo odkrywa atom

Fot. ECO