Wraz z rosnącymi kosztami energii i wzrastającym zapotrzebowaniem na wydajne rozwiązania grzewcze, potrzeba innowacyjnego podejścia nigdy nie była większa. 

W ostatnich latach rynek systemów ciepłowniczych przeszedł znaczącą transformację. Niegdyś postrzegane były głównie jako źródła wysokich kosztów, obecnie zaś traktowane są jako potencjalne generatory zysków. Najnowsze badania branżowe pokazują, w jaki sposób rozwiązania w zakresie produkcji ciepła i energii elektrycznej w skojarzeniu (CHP) z wykorzystaniem elastycznych silników gazowych mogą zapewnić wysokie przychody, poprawiając perspektywę finansową systemów ciepłowniczych i jednocześnie wspierając szerszą transformację energetyczną. 

Korzyści operacyjne wynikające z wykorzystywania elastycznych silników gazowych 

Silniki spalinowe charakteryzują się krótkim czasem rozruchu, możliwością szybkiego zwiększania mocy i oszczędnością paliwa przy częściowym obciążeniu. Cechy te zapewniają niezrównaną elastyczność operacyjną i znacznie poprawiają rentowność. Badania rynku ciepłowniczego w kluczowych obszarach Europy podkreślają, że dla nowoczesnych przedsiębiorstw ciepłowniczych sprzedaż samego ciepła może stanowić jedynie niewielki ułamek całkowitych przychodów, podczas gdy połączenie usług sieciowych z udziału w rynku energii elektrycznej zapewnia solidne podstawy finansowe. 

Elastyczność napędzana przez rynek 

Elastyczne systemy kogeneracyjne są wyjątkowo dobrze przygotowane do reagowania na coraz szybsze zmiany na rynkach energii elektrycznej. Ich zdolność do zabezpieczania przed spadkami i wykorzystywania szczytów cenowych ma kluczowe znaczenie w dzisiejszym dynamicznym środowisku rynkowym. Co więcej, silniki te stanowią rodzaj aktywów umożliwiających operatorom sieci ciepłowniczych pozyskiwanie przychodów z wielu źródeł przy jednoczesnym dostarczaniu niedrogiego i bezpiecznego ciepła dla lokalnych społeczności, m.in.: 

1. Udział w rynku energii elektrycznej: operatorzy mogą wykorzystywać zarówno krótkoterminowe wahania cen, jak i długoterminowe kontrakty na rynku energii elektrycznej. 
2. Usługi sieciowe takie jak automatyczna rezerwa przywrócenia częstotliwości (automatic Frequency Restoration Reserve, aFRR). 
3. Rynek mocy: wraz z rosnącym udziałem energii odnawialnej w sieci, rośnie zapotrzebowanie na bilansowanie mocy wytwórczych. Elektrociepłownie mogą wykorzystać ten segment rynku, dostarczając energię na żądanie, wymaganą do stabilizacji sieci. 

Zagłębiając się w praktyczne aspekty elastycznych silników gazowych, przeanalizujmy kilka faktycznych przykładów, które podkreślają ich wpływ na systemy ciepłownicze i ceny ciepła. 

Przykłady 

Kilka przykładów z całej Europy ilustruje korzyści płynące z łączenia źródeł przychodu: 

1. Węgry: Prywatna firma Alteo, która obsługuje system ciepłowniczy FOTAV w  Budapeszcie, łączy gazowe jednostki kogeneracyjne z magazynowaniem energii w akumulatorach. Taka konfiguracja pozwala na wykorzystanie silników kogeneracyjnych do świadczenia sług aFRR z 30-sekundową zdolnością rozruchową i udziału w Rezerwi Utrzymania Częstotliwości z bateriami. Co ciekawe, usługi te stały się bardziej znaczące w strukturze przychodów firmy niż sprzedaż ciepła i energii elektrycznej. 
2. Dania: W Skagen miejska elektrociepłownia ICE aktywnie uczestniczy w rynku aFRR i energii elektrycznej. Silniki wykorzystują gaz naturalny i biogaz, gdy to możliwe i wytwarzają jedynie około 24% całkowitej produkcji ciepła, ale generowane przez nie przychody są nieproporcjonalnie wysokie. Reszta ciepła jest wytwarzana przez pompy ciepła i odzyskiwana z oczyszczalni ścieków, fabryki przetwórstwa rybnego i generowana przez kocioł elektryczny, gdy energia elektryczna jest tania. Ta strategia operacyjna umożliwia przedsiębiorstwu ciepłowniczemu zapewnienie klientom niższych taryf za ciepło dzięki dodatkowym przychodom. 
3. Estonia: Miasto Narva, stojąc w obliczu wyzwań związanych z istniejącą wysokoemisyjną produkcją ciepła, zdecydowało się na dywersyfikację miksu, który obejmuje kotły na biomasę, źródła elektryczne i elastyczne jednostki kogeneracji gazowej. Taka konfiguracja pozwala na większą elastyczność i rentowność w różnych scenariuszach cen paliw i energii elektrycznej. Wcześniej Narva w dużym stopniu polegała na elektrociepłowniach opalanych olejem łupkowym, które były dominującym źródłem energii elektrycznej i ciepła dla miasta. Przejście na bardziej zróżnicowany miks energetyczny stanowi znaczącą zmianę w kierunku bardziej zrównoważonego i rentownego ciepłownictwa. Jednocześnie inwestycja w nowe elastyczne moce jest opłacalna i zapewnia krótki czas zwrotu dzięki optymalnemu połączeniu technologii, które mogą zminimalizować koszty i zmaksymalizować przychody. 

Przyszłość miejskich systemów ciepłowniczych 

Przekształcenie systemów ciepłowniczych z ośrodków kosztów w generatory zysków to nie tylko strategia finansowa, lecz także kluczowy element szerszej transformacji energetycznej. Dzięki wykorzystaniu systemów kogeneracyjnych opartych na elastycznych silnikach gazowych, operatorzy mogą: 

1. Poprawić wyniki finansowe dzięki zróżnicowanym źródłom przychodów. 
2. Wspierać stabilność sieci elektroenergetycznej w systemach z dużym udziałem odnawialnych źródeł energii. 
3. Stanowić zabezpieczenie przed zmiennością rynku i wahaniami cen paliw. 

Co więcej, takie podejście jest zgodne z ewoluującym krajobrazem energetycznym w Europie. Na przykład Niemcy opracowują ambitny plan wdrożenia 25 GW zainstalowanej mocy w źródłach wodorowych lub jednostkach przystosowanych do zasilania wodorem, z czego połowa tej mocy ma być przeznaczona na elektrociepłownie. Inicjatywa ta jest rozwijana równolegle z budową sieci rurociągów do transportu wodoru oraz mechanizmem rynku mocy wspierającym rozwój mocy gotowych na tę technologię. 

Wnioski 

Koncepcja łączenia różnych źródeł przychodów (tzw. revenue stacking) poprzez elastyczne systemy kogeneracyjne z silnikami gazowymi stanowi zmianę paradygmatu w funkcjonowaniu systemów ciepłowniczych. Przekształcając te systemy w dynamiczne generatory przychodów, operatorzy mogą nie tylko poprawić swoją kondycję finansową, ale również odegrać kluczową rolę we wspieraniu stabilności sieci elektroenergetycznej oraz przyspieszeniu transformacji w kierunku bardziej zrównoważonego miksu energetycznego. W miarę jak krajobraz energetyczny nadal się zmienia, zdolność do adaptacji i czerpania korzyści z wielu źródeł przychodów będzie kluczowa dla sukcesu i trwałości systemów ciepłowniczych w całej Europie.