1. 1 - 12 |
2. 13 - 24 |
3. 25 - 36 |
4. 37 - 48 |
5. 49 - 60 |
6. 61 - 72 |
7. 73 - 84 |
8. 85 - 96 |
9. 97 - 101 |

Analiza opłacalności budowy kotłowni na różne paliwa

...na przykładzie osiedla w Witkowie.

Celem opracowania jest określenie opłacalności różnych wariantów zasilania modernizowanej istniejącej kotłowni na miał zasilającej osiedle mieszkaniowe w Witkowie.

Osiedle mieszkaniowe na 4 450 mieszkańców posiada 46 budynkach o łącznej powierzchni użytkowej 68986,31 m2, mieszczących 1230 mieszkań. Osiedla zasilane jest s w ciepło iecią cieplną niskoparametrową i wysokoparametrową o długości 3261 mb. Cenytralna kotłownia na miał o mocy zainstalowanej 11,6 MW, dla której moc zamówiona wynosi 9,44 MW zasila ona w ciepło na cele centralnego ogrzewania oraz podgrzewu ciepłej wody użytkowej dla 45-ciu budynków poprzez 3 węzły grupowe oraz 11 węzłów dwufunkcyjnych. Kotłownia centralna dodatkowo ogrzewa dwie szkoły, kasyno, przychodnię lekarską, budynek mieszkalny spółdzielni mieszkaniowej oraz budynek produkcyjny, o łącznej powierzchni użytkowej 13 588 m2. Większość budynków posiada liczniki w węzłach cieplnych indywidualnych oraz grupowych.

W opracowaniu przeanalizowano pieć wariantów modernizacji z uwzględnieniem modernizacji kotłowni, systemu ciepłowniczego i termomodernizacji budynków osiedla mieszkaniowego .

• Wariant I – termomodernizacja budynków, modernizacja sieci, modernizacja istniejącej kotłowni na węgiel,
• Wariant II –termomodernizacja budynków, modernizacja sieci, modernizacja istniejącej kotłowni na zrębki,
• Wariant III - termomodernizacja budynków, modernizacja sieci, modernizacja istniejącej kotłowni na słomę,
• Wariant IV- termomodernizacja budynków, modernizacja sieci, modernizacja istniejącej kotłowni na gaz,
• Wariant V - termomodernizacja budynków, indywidualne kotłownie na gaz.

W wariantach uwzględniono następujące przedsięwzięcia termomodernizacyjne zmniejszających zapotrzebowanie i zużycie ciepła dla osiedla mieszkaniowego w Witkowie poprzez:

• modernizację centralnej kotłowni z wariantami rozpatrującymi zasilanie różnym paliwem: węgiel ( miał), gaz, słoma i zrębki wraz z modernizacja sieci cieplnej,
• wymianę lub modernizację węzłów cieplnych,
• instalacja kotłowi gazowych, lokalnych lub indywidualnych
• usprawnienie instalacji c.o. i c.w.u.,
• docieplenie przegród budowlanych z uwzględnieniem prawidłowej wentylacji mieszkań.

Stan techniczny

Budynki przeznaczone do termomodernizacji nie spełniają wymagań aktualnie obowiązującego Prawa Budowlanego dla aktualnie realizowanych budynków. Normowy wskaźnik sezonowego zaopatrzebowania na ciepło Eo wynosi 352 – 486 [kWh/m2rok] dla budynków budowanych technologii tradycyjnej oraz 242- 300[kWh/m2rok] zrealizowanych zrealizowanych technologii WWP. Są to wartości około trzykrotnie większe od aktualnie wymagań Prawa Budowlanego .

Sprawność przesyłu sieci wg danych obliczeniowych określona została na poziomie dla wysokoparametrowej 87,7% i niskoparametrowej 85,5% . Ogólny stan sieci ciepłowniczej jest zły i kwalifikuje ją do wymiany. Obecne straty ciepła na przesyle wynoszą około 13-15.

Kotłownia centralna z roku 1972 ma zainstalowane 4 kotły x WLM 2,5, Qk = 2900 kW skonstruowane w 1969 roku. Moc zainstalowana w kotłowni wynosi 11,64 MW. Ze względu na małą sprawność nieremontowanych dwóch kotłów, osiągana moc wynosi 9,585 MW. Sprawność kotłowni wynosi średnio 67,19 %. W roku 2001/2002 kotłownia wyprodukowała 87016 kW.

Kotłownia podlega obowiązkowi uzgodnienia taryfy za ciepło. Obowiązująca taryfa z dnia 8 listopada 2002 wynosi brutto 44,47 zł . Średni koszt ogrzewania m2/m-c wynosi w granicach 4,06 - 12,37 zł brutto. Koszt ciepłej wody z kotłowni centralne wynosi 9,70-12,15 zł/m3 brutto.

Zestawienie kosztów inwestycyjnych

Całkowite koszty inwestycji zależą od planowanego zakresu inwestycji. Przewidziano Poniższa tabela przedstawia koszty poszczególnych elementów realizacji inwestycji:

Opis wariantów realizacji inwestycji

Przeanalizowano 5 wariantów realizacji inwestycji:

• porównanie sposobów zmodernizowania kotłowni poprzez zastosowanie równych paliw: węgiel, zrębki, słoma, i gaz, dotyczy to wariantów I,II,III,IV.
• porównanie trzech sposobów ogrzewania zmodernizowanych budynków gazem: kotłownia centralna, kotłownie indywidualne dotyczy to wariantów IV i sposobów

Wariant I

Wariant ten zakłada:

• budynki w pełni termomodernizowane i ocieplone wraz siecią c.o. i c.w.u. oraz węzłami cieplnymi
• wymiana sieci cieplnej wysoko i niskociśnieniowej
• modernizacja istniejącej kotłowni na węgiel poprzez zwiększenie sprawności kotłowni do poziomu 85 %.

Poniższa tabela zestawia koszty inwestycji wraz z kosztami wytworzenia ciepła :

Wariant II

Wariant ten zakłada:

• budynki w pełni termomodernizowane i ocieplone wraz siecią c.o. i c.w.u. oraz węzłami cieplnymi
• wymiana sieci cieplnej wysoko i niskociśnieniowej
• przebudowa istniejącego obiektu na kotłownię na biomasę – zrębki wraz z budową magazynu. Sprawność kotłowni wynosić będzie 85% .

Poniższa tabela zestawia koszty inwestycji wraz z kosztami wytworzenia ciepła :

Wariant III

Wariant ten zakłada:

• budynki w pełni termomodernizowane i ocieplone wraz siecią c.o. i c.w.u. oraz węzłami cieplnymi
• wymiana sieci cieplnej wysoko i niskociśnieniowej
• przebudowa istniejącego obiektu na centralną kotłownię na biomasę – słomę wraz z budową magazynu. Sprawność kotłowni wynosić będzie 85% .

Poniższa tabela zestawia koszty inwestycji wraz z kosztami wytworzenia ciepła :

Wariant IV

Wariant ten zakłada:

• budynki w pełni termomodernizowane i ocieplone wraz siecią c.o. i c.w.u. oraz węzłami cieplnymi
• wymiana sieci cieplnej wysoko i niskociśnieniowej
• przebudowa istniejącego obiektu na centralną kotłownię gazową. Sprawność kotłowni wynosić będzie 90% .

Poniższa tabela zestawia koszty inwestycji wraz z kosztami wytworzenia ciepła :

Wariant V

Wariant ten zakłada:

• budynki w pełni termomodernizowane i ocieplone wraz siecią c.o. i c.w.u. oraz węzłami cieplnymi
• wymiana sieci cieplnej niskociśnieniowej
• budowa 46-ciu kotłowni indywidualnych w każdym z budynków. Sprawność kotłowni wynosić będzie 90% .

Efekt energetyczny i finansowy

Kompleksowo przeprowadzone przedsięwzięcia termomodernizacyjne dają rzeczywiste zyski energetyczne, co przyczynia się do zmniejszenia zużycia ciepła.

Budynki

Ocenia się, że realne możliwości zmniejszenia strat cieplnych dla wszystkich zasobów mieszkaniowych wynoszą średnio 50%. Koszt termomodernizacji budynków w zakresie ocieplenia oraz usprawnienia systemu grzewczego oraz ciepłej wody wraz z węzłami wynosi 18 580 047 zł.

Poprzez kompleksową termomodernizacją budynków został osiągnięty efekt energetyczny :

• Procentowe zmniejszenie sezonowego zapotrzebowania na ciepło budynków WAM z 62777 na 25691 GJ wynosi 59%.
• Spadek zapotrzebowania na moc cieplną z 10500 kW na 4772,2 czyli o 54,5 %.
• Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło zmniejszył się z186 do 103 kWh/m2/a, czyli o 44,6%
• Sprawność układu grzewczego zwiększy się z 74% do 81%
• Roczne oszczędności ciepła wynoszą 1649214 zł ( brutto).
• Jednostkowy koszt ogrzewania zmniejszy się z 3,36 do 1,37 zł/m2/m, czyli o 59%.
• Prosty czas zwrotu poniesionych nakładów wynosi 11,7 lat

Dodatkowym efektem termomodernizacji budynków jest zmniejszenie latem niekorzystnego wpływu wysokich temperatur na mikroklimat mieszkania, a w okresach przejściowych skraca okres grzania. Zwiększa się wartość budynku i mieszkań.

Sieć cieplna

Modernizacja sieci cieplnej o długości sieci wysokoparametrowej – 3642 m i niskoparametrowej - 2508 m polega głównie na jej wymianie istniejących starych rur na preizolowane. Przyczynia się to bezpośrednio do zwiększenia sprawności całego układu oraz wymiernych korzyści energetycznych i finansowych:

• Zmniejszenie strat ciepła na przesyle z 18,31% na 10,3 % dla sieci niskoparametrowych i wysokoparametrowych
• Zmniejszenie strat ciepła w wysokości 14466 GJ na 6037 GJ, czyli o 59%
• Roczne oszczędności ciepła wynoszą 346 543 zł ( brutto).
• Prosty czas zwrotu inwestycji wynosi 8,7 lat

Kotłowniae

Efekty ekonomiczne oraz energetyczne występują we wszystkich propozycjach modernizacji kotłowni. Modernizacja kotłowni jest realizowana w trzech grupach:

Centralna kotłownia na różne paliwa (wariantI,II,III,IV)): wymiana kotłowni, zastosowanie równych paliw, węgiel, zrębki, słoma oraz gaz.

Kotłownia 2xWLM 2,5 o mocy zainstalowanej 5,6 MW - 594,3 tys zł

Kotłownia na zrębki o mocy zainstalowanej 7,5 MW - 6 383,00 tys zł

Kotłownia na słomę o mocy zainstalowanej 7,5 MW - 6843,70 tys. Zł

Kotłownia na gaz o mocy zainstalowanej 7MW - 2 163,2 tys.zł

kotłownia gazowa (wariant IViV): wymiana kotłowni centralnej, lokalnych oraz indywidualnych .

Kotłownia gazowa centralna o mocy zainstalowanej 7 MW - 2 163,2 tys

Kotłownie indywidualne na gaz o mocy zainstalowanej 6,8 MW - 4392,3 tys.

Warianty

Zbiorczy koszt modernizacji budynków sieci oraz kotłowni została przedstawiona w poniższej tabeli z uwzględnieniem wariantów.

W zależności od wariantu efekty energetyczne oraz finansowe przedstawia poniższa tabela:

• Porównując koszty jednostkowe z obecnymi można stwierdzić, że zmniejszenie kosztów 1GJ można uzyskać w modernizowanej kotłowni na węgiel. W pozostałych wariantach dla kotłowni dla biomasy zwiększa się w stosunku do kotłowni na węgiel o 12,4 %.
• Najkorzystniejszy dla odbiorców jest wariant I ( węgiel), gdzie koszt ogrzewania 1 m2 wynosi 1,83 zł, oraz dla centralnej kotłowni na gaz wariant IV, gdzie koszt ten wynosi – koszt ten wynosi 1,99 zł.
• Prosty czas zwrotu poniesionych nakładów najkorzystniej wypada w wariancie I, gdzie przewidywana jest pełna modernizacja kotłowni na węgiel oraz modernizacja sieci i budynków. Najmniej korzystna pod tym względem kotłownia na słomę, gdzie ten czas zwiększa się do 7-miu lat. Prosty czas zwrotu dla centralnych kotłowni w pełnym zakresie realizacji inwestycji waha się 5 – 7 lat.
• Zaangażowanie finansów w wytwarzanie energii najkorzystniej przedstawia się w wariantach VII i IX, gdzie proponowane są indywidualne oraz lokalne kotłownie gazowe..
• Koszt instalacji 1 MW najniższy jest w wariancie I.

Efekt ekologiczny

Efekt ekologiczny inwestycji obliczono w oparciu o Wytyczne MOŚZNiL określające wskaźniki emisji substancji zanieczyszczających wprowadzanych do powietrza z procesów energetycznego spalania paliw.

Budynki

Ilość powstających zanieczyszczeń dla stanu istniejącego obliczono na podstawie zużycia ciepła na potrzeby c.o. i c.w.u. z uwzględnieniem sprawności układów, a dla stanu projektowanego na podstawie zapotrzebowania na ciepło po termomodernizacji również z uwzględnieniem sprawności układów.

W wyniku prac termomodernizacyjnych w budynkach mieszkalnych zmniejszy się ilość zanieczyszczeń emitowanych do powietrza podczas procesów spalania paliw w celu uzyskania energii cieplnej na potrzeby c.o. i c.w.u. W tabela nr 7i9 przedstawione są efekty ekologiczne dla budynków. Zmniejszenie zapotrzebowania na ciepło w budynków rzutuje bezpośrednio na moc kotłowni oraz redukcje zanieczyszczenia w zależności od paliw.

Kotłownie

Efekt ekologiczny dla uproszczenia został przedstawiony dla poszczególnych wariantów bez wyłączenia efektów osiąganych na kotłowni.

Warianty

• Najkorzystniejszy efekt ekologiczny w zakresie redukcji wszystkich zanieczyszczeń osiaga się przy realizacji kotłowni na biomasę.
• Szczególne efekty redukcji C02 występują przy zastosowaniu kotłowni na zrębki oraz kotłownie na słomę . Toteż również w tym przypadku koszt redukcji jest najniższy
• Emisja S02 zupełnie nie występuje przy zastosowaniu kotłowni gazowych oraz w kotłowniach na biomasę.

  Wnioski

  1. Szczególnie korzystne są warianty które preferują zastosowanie paliwa ekologicznego: zrębki i słomę. Oczekuje się, ze po wejściu do UE zwiększu się kosztów wytworzenia ciepła. Znacznie wzrosną opłaty środowiskowe dotyczące szczególnie spalania węgla
  2. Za realizacją kotłowni na biomasę przemawia aspekt społeczny. Zachowane zostają miejsca pracy na niezmienionym poziomie. Natomiast realizacja kotłowni gazowych spowoduje redukcję bezpośrednich etatów przy obsłudze kotłowni.
  3. Wykorzystywanie paliw lokalnych zrębków lub słomy powoduje, ze pieniądze pozostają w gminie. Współpraca z Nadleśnictwem lub rolnikami zwiększa szansę na aktywizacje gospodarcza w regionie.
  4. Dla osiągnięcia zakładanego efektu ekologicznego oraz efektu finansowego szczególnie ważne jest zmniejszenie sezonowego zapotrzebowania na ciepło. Bez docieplenia budynków oraz zmniejszenia strat cieplnych na sieci koszty ogrzewania będą rosły. Tylko realizacja inwestycji w pełnym zakresie przyniesie zakładane efekty w postaci zmniejszonych kosztów ogrzewania budynków.
  5. Względy montażu finansowego preferują również warianty, które wykorzystują biomasę. Możliwość pozyskania funduszy dotacyjnych w wysokości 50 % za realizację tych kotłowni powoduje, są środki własne są zbliżone do środków z innych wariantów. Np. Nakład finansowy na kotłownie na zrębki zmniejszy się z 6,8 zł do 3,3 , co jest porównywalne z nakładem finansowym na lokalne i indywidualne kotłownie gazowe.
  6. Najkorzystniejszy pod względem możliwości pozyskiwania funduszy, wysokości inwestycji oraz niskiego kosztu produkcji ciepła jest kotłownia na zrębki.
  7. Realizacja tak dużej inwestycji wymaga współpracy z władzami lokalnymi. Szczególnie ważne jest stworzenie dobrego klimatu wokół tego zadania. Poparcie lokalnej społeczności ma kluczowe znaczenie dla realizacji tej ekologicznej inwestycji. Realizacja tak dużej inwestycji przewyższającej budżet gminy musi rzutować na aktywizację gospodarczą regionu. Toteż wsparcie samorządu lokalnego oraz społecznych organizacji jest istotne dla stworzenia odpowiedniego klimatu wokół tej inwestycji. Szczególne znaczenie to przy wyborze wariantu zastosowania biomasy jako paliwa o centralnej kotłowni. r. Zakłada się włączenie planowanej inwestycji do programów realizowanych z udziałem władz samorządowych w zakresie włączenia tej inwestycji do planu zaopatrzenia miasta w ciepło, energię elektryczna oraz gaz. Przewiduje się również wprowadzenie programów edukacyjnych mających na celu akceptację realizacji inwestycji przez mieszkańców. Szczególnie istotny jest program informacyjny w zakresie przedstawiania korzyści z inwestycji oraz pokazania zasad ekonomicznego użytkowania mieszkań
  Agnieszka Cena – Sroko, Jerzy Żurawski - JACO Ośrodek Oszczędzania Energii
  cieplej@cieplej.pl