Jakże niedawno, w środku upalnego lata, przeżywaliśmy horror braku energii elektrycznej. W pełnym słońcu, w czasie bezwietrznej pogody, kiedy dzień trwa więcej niż 12 godzin, elektrownie straciły nagle zdolność do produkcji energii elektrycznej. Farmy wiatrowe zastygły w bezruchu, elektrownie fotowoltaiczne trzeba było przesłonić przed nadmiarem słońca, aby wysoka temperatura nie uszkodziła cennych ogniw fotoelektrycznych. Wysuszone koryta rzek i zbiorniki wody, takie jak jeziora, toczyły wody zbyt ciepłe, aby schładzać przegrzane generatory elektrowni cieplnych. A wszystkiemu winien jest…
Poszukiwania metod obniżania kosztów trwają. Przechodząc przez ekspozycję mrożonek dużego marketu zwróciłem uwagę na intensywny szum wentylatorów agregatów chłodniczych. I tu zacząłem zastanawiać się – czy te wentylatory muszą tak szumieć. Muszą, ponieważ agregaty chłodnicze każdej lady chłodniczej pracują w trudnych warunkach. Otwarta lada wymaga bardzo intensywnego chłodzenia… a pomieszczenie jest ogrzewane…
Paradoks? A może taka technologia? I po co ten szum?
Zastanawiając się nad obniżeniem kosztu pracy chłodziarek na przestrzeni kilkuset metrów kwadratowych, dochodzę do wniosku, że agregaty chłodnicze zasila energia elektryczna, a ciepło odbierane produktom w komorze chłodniczej musi być gdzieś usunięte – stąd praca tylu wentylatorów. I agregatów zasilanych energią elektryczną… za którą trzeba płacić wprost proporcjonalnie do ilości lad chłodniczych…
Gdyby tak zorganizować chłodnię bez zasilania energią elektryczną?
Nie jest to pomysł irracjonalny. Chłodziarka składa się z dwóch części – wstępnego podgrzewania cieczy roboczej oraz odparowania jej w komorze chłodzącej… Wstępne podgrzewanie realizuje kompresor zasilany energią elektryczną … Gdyby tak wrócić do historii przemysłu chłodniczego … to pierwsze agregaty chłodnicze także wykorzystywały prąd elektryczny … ale do wstępnego podgrzewania cieczy chłodzącej… A grzałkę elektryczną można zamienić na palnik gazowy (co jest praktycznie wykorzystywane w chłodziarkach campingowych) – albo… gorącą wodę pozostającą po schłodzeniu urządzeń elektrociepłowni (tu grzeje się wodę aż do otrzymania pary przegrzanej – czyli o bardzo wysokim ciśnieniu, uruchamiającej wirnik generatora prądu, po czym para wodna ulega schłodzeniu i wraca do elektrociepłowni celem podgrzania… i tak przez cały rok…
Schłodzenie przegrzanej pary wodnej jest procesem wykorzystywanym do ogrzewania wody na cele gospodarcze i konsumpcyjne latem oraz zimą do ogrzewania pomieszczeń… Gdyby do pracy agregatów chłodniczych marketu spożywczego wykorzystać gorącą wodę – wtedy spadłoby zużycie energii elektrycznej na pracę agregatów chłodniczych – a nie są to małe kwoty. Brakuje tylko wzajemnego porozumienia firm posiadających nadwyżkę gorącej wody (one muszą na tym zarobić) oraz usiłujących zmniejszyć koszt zakupionej energii elektrycznej dla celów grzewczych (znaczy – prąd służy do wymuszenia schłodzenia określonej przestrzeni).
Energia elektryczna zużywana przez każdy dodatkowy agregat sumuje się… a woda gorąca oddaje ciepło w zależności od wielkości wymiennika ciepła. Przemysł jest w stanie wyprodukować agregaty chłodnicze zasilane gorącą wodą – aby obniżyć koszt przechowywania żywności. Urządzenia te pracują przecież przez 24 godzinny dziennie przez wszystkie dni roku – pobierają przy tym ogromną ilość prądu, który jest efektem podgrzewania wody celem jej odparowania – i tak koło zamyka się.
Sądzę, że wielki handel jest sojusznikiem wykorzystania energii pozostającej po schładzaniu przegrzanej pary wodnej w elektrociepłowniach. Dodatkowym efektem będzie obniżenie poziomu hałasu wytwarzanego pracą agregatów chłodniczych w placówkach sprzedaży. Na zakończenie dodam, że wielkie sklepy, poza chłodziarkami w sali sprzedaży, wykorzystują także ogromne komory chłodnicze i instalacje do klimatyzacji – również zasilane prądem elektrycznym. Po pewnej modernizacji również i one mogłyby korzystać z energii odzyskanej ze schładzania pary przegrzanej.
Ta koncepcja nie jest nowa. Lodówki absorpcyjne stosowano przed II wojną światową i zastąpiły je agregaty sprężarkowe – znacznie wydajniejsze i zużywające mniej energii elektrycznej. Temperatura wody grzejnej musiała wynosić minimum 80 stopni C, nominalnie było to jakieś 120-130 stopni C. Aby dostarczyć wodę o takiej temperaturze do supermarketu, to nie jest problem. Wystarczy zainteresować właściciela obniżeniem kosztu utrzymania standardowej chłodni.
Gwarantem opłacalności takiej inwestycji jest powszechność użytkowania. Można to uzyskać współpracą z przedsiębiorcami zainteresowanymi obniżeniem kosztów własnych – wymaga to jednak intensywnej akcji promocyjnej oraz zainteresowania producentów zmianą zasilania w energię – zamiast prądu – gorąca woda, szczególnie w okresie letnim trudna do zagospodarowania.
Ostatnich osiem lat pokazało, że inwestycja w przemysł może być wstrzymana całkowicie, jeżeli nie będzie woli politycznej. Wykorzystanie gorącej wody wprost wyeliminowałoby konieczność zapłacenia za gaz, który służy do ogrzewania, dostawca gazu poniósłby stratę finansową, więc dbanie o interes własny jest nie lada wyzwaniem.
Moja sugestia dotyczy wtórnego wykorzystania ciepła wytworzonego wprost do produkcji energii elektrycznej. Wtórne wykorzystanie zastąpiłoby energię elektryczną przeznaczoną do ogrzewania technologicznego prądem elektrycznym. Już istniejące ujęcia wód termalnych wykazują opłacalność wykorzystania ciepła stygnącej wody. Więc może sięgnąć po ciepło, które jest odpadem poprodukcyjnym? Warunkiem opłacalności i niskiej ceny jest… powszechne zapotrzebowanie.
TO właśnie TERAZ jest właściwy moment na przygotowanie modelu dystrybucji tej energii, to TERAZ muszą powstawać i koncepcje, i urządzenia pozwalające wykorzystać tę energię, gdy tylko będzie dostępna.
To nie są fantazje. Jeżeli możemy ogrzewać część miasta przy okazji usług balneologicznych, to przemysłowy odbiorca nadwyżki ciepła byłby doskonałym sponsorem. Geotermia jest mało popularna, nie dlatego że się nią nikt nie interesuje, tylko dlatego, że to olbrzymie inwestycje, gdzie i tak trzeba wody termalne podgrzewać, bo mają za niską temperaturę. Gdyby zamiast energii elektrycznej, wykorzystać do tego celu schładzaną parę przegrzaną? Wykorzystanie gorącej wody wprost wyeliminowałoby konieczność zapłacenia za gaz, który służy do ogrzewania. Gorącą wodę, w przeciwieństwie do gazu, można przesyłać tylko na bardzo małe odległości. Tyle że kryzys światowy prawdopodobnie wymusi wykorzystanie innej energii, aby uzyskać zmniejszenie kosztów. Alternatywna energia nie jest tania, bo trzeba w nią dużo zainwestować. Dopiero jej wykorzystanie zdecydowanie obniża koszt kolejnych produktów.
Na zakończenie należy dodać, że w powszechnym rozumieniu “energia geotermalna” jest to nie woda z głębi ziemi, ale instalacja na niewielkiej głębokości i przy wykorzystaniu efektu “pompy ciepła”, jest to zupełnie inna technologia, która również bazuje na energii cieplnej, ale z otworów nie przekraczających głębokości 100 m