Ciepło odpadowe jako źródło ogrzewania - innowacyjne podejście do zrównoważonej energetyki

Czym jest ciepło odpadowe i gdzie można je pozyskać? 

Ciepło odpadowe to niewykorzystana energia cieplna, która jest emitowana do otoczenia, przy czym doskonale nadaje się do dalszego wykorzystania. Możliwość „wychwycenia” tego ciepła i jego ponownego wykorzystania przy użyciu nowoczesnych technologii jest szeroko wykorzystywana w przemyśle, budownictwie i zarządzaniu zasobami mieszkaniowymi, stanowiąc cenną odpowiedź na ogromne zapotrzebowanie na energię.  

Ciepło odpadowe powstaje przy okazji wielu procesów, które zachodzą w różnych urządzeniach i instalacjach. Duże ilości ciepła produkowane są m.in. w urządzeniach chłodniczych, klimatyzatorach, komputerach, piecach piekarniczych, a także instalacjach odprowadzających spaliny. Doskonałym źródłem dla niskotemperaturowego ciepła odpadowego są popularne serwerownie oraz stacje sprężarek. Dla wysokotemperaturowego będzie to najczęściej przemysł – od piekarni, przez fabryki, po huty. Ciepło odpadowe może także pochodzić ze ścieków i innych odpadów resztkowych, które nie podlegają już pod recykling, a można jeszcze odzyskać z nich energię, poddając je odpowiednim procesom.  

Ciepłem odpadowym jest nie tylko ciepło pochodzące ze spalin. To również ciepło pary wylotowej, a także rezultat wielu procesów chemicznych. Zasadniczo jest również generowane w każdym dużym budynku – czy to w biurowcu, czy w supermarkecie. Niestety obecnie aż 70% powstałego ciepła nie jest w żaden sposób dalej pożytkowane w przypadku budynków mieszkalnych. Dlatego, zdaniem ekspertów, jest to jedno z największych na świecie niewykorzystane źródło energii cieplnej.  

Ekologiczne aspekty pozyskiwania ciepła odpadowego

Wykorzystywanie ciepła odpadowego porównywalne jest do rozwiązań bazujących na Odnawialnych Źródłach Energii i co ważne, może na zmniejszenie zużycia paliw kopalnych. Systemy odzysku ciepła mogą w wielu przypadkach bazować na działaniu OZE, np. na pompach ciepła. 

Systemy umożliwiające odzysk ciepła odpadowego znacząco przyczyniają się do zmniejszenia zużycia energii pierwotnej oraz redukcji emisji CO₂. 

Energia pozyskiwana z odzysku ciepła odpadowego jest neutralna pod względem emisji dwutlenku węgla, co oznacza, że w trakcie jej pozyskiwania nie emituje się do atmosfery żadnych dodatkowych ilości CO₂. Co więcej, wykorzystanie ciepła odpadowego przyczynia się wręcz do redukcji emisji dwutlenku węgla do atmosfery. Dzieje się tak dlatego, że w przypadku systemów, w których energia jest odzyskiwana, ciepło jest przekazywane do urządzeń i procesów, w których może być wykorzystane do celów produkcyjnych lub użytkowych, zamiast „nowej” energii, wytworzonej przez kopalnie czy elektrownie, które stanowią istotne źródło generują emisji gazów cieplarnianych.  

Do czego można wykorzystać ciepło odpadowe?

Ciepło odpadowe może zostać ponownie wykorzystane na wielu płaszczyznach. Dobrze skonstruowane wymienniki ciepła skutecznie pomagają w odzyskiwaniu ciepła i pozytywnie wpływają na poprawę efektywności energetycznej obiektu. Coraz częściej stosuje się również systemy umożliwiające odzysk ciepła, co przekłada się na mniejsze zużycie pierwotnych źródeł energii. Bardzo ważną kwestią jest to aby wykorzystanie ciepła odpadowego było nie tylko opłacalne, ale i proste. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych pomp ciepła można wykorzystywać także ciepło mające niższe temperatury. Przykładem takiego działania jest pozyskiwanie ciepła z serwerowni i przekazywanie go do ogrzewania miejskiego. Do sposobów, w jakie można wykorzystać ciepło odpadowe, można zaliczyć m.in.:  

• ogrzewanie budynków w pobliżu źródła jego wytworzenia, na przykład w fabryk lub elektrowni, 
• produkcja energii elektrycznej w generatorach pary lub turbinach parowych, 
• procesy chemiczne - jako źródło energii do ogrzewania reaktorów, 
• suszenie materiałów, procesy utwardzania lub spawania metali w technologiach przemysłowych, 
• napędzanie chłodziarek absorpcyjnych, które wykorzystują ciepło do usuwania ciepła z pomieszczeń lub urządzeń, 
• przyspieszenie procesu rozkładu biologicznego w trakcie produkcji biogazu.  

Wykorzystanie ciepła odpadowego pozwala na oszczędność kosztów energii i zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych, co wpływa pozytywnie na środowisko naturalne.  

Jak wykorzystywane jest ciepło odpadowe na świecie?

W Szwecji wykorzystanie ciepła odpadowego pochodzącego z przemysłu stanowi już 10% ciepła w sieciach ciepłowniczych. Odzyskiwanie energii z różnego rodzaju odpadów osiągnęło tak wysoki poziom, że obecnie na składowiska trafia jedynie 1% odpadów. Produkowana w ten sposób energia z odpadów, pochodząca głównie ze spalania i biogazowni, w coraz większym stopniu zastępuje tradycyjne źródła energii, znajdując zastosowanie m.in. w miejskich sieciach ciepłowniczych. 

Miasto oferuje finansowanie systemu odzysku ciepła odpadowego. Wszystko to w celu całkowitego uwolnienia się od paliw kopalnych. W Stanach Zjednoczonych w mieście Seattle z powodzeniem wykorzystywane jest ciepło pochodzące z 34 lokalnych serwerów. Dzięki temu ogrzewana jest główna siedziba Amazona. W planach jest ogrzewanie kolejnych budynków. Kolejnym państwem wykorzystującym ciepło odpadowe jest Słowenia, gdzie za przykład można wskazać działania firmy farmaceutycznej Lek, która od marca 2020 roku zdecydowała się na dostarczanie ciepła odpadowego pochodzącego z ich produkcji do miejscowych zakładów energetycznych. Dzięki temu działaniu zdecydowanie zmniejszyła się emisja dwutlenku węgla, bo aż o 1000 t w trakcie roku, a dostarczana energia pozwala na ogrzanie 300 domów.  

Odzyskiwanie energii z ciepła odpadowego niesie ze sobą duży potencjał. Ma szerokie zastosowanie i może być stosowane w różnych branżach przemysłu oraz w budownictwie mieszkaniowym i komercyjnym. To rozwiązanie jest doskonałym przykładem zrównoważonej praktyki, która przyczynia się do ochrony środowiska i poprawy efektywności energetycznej, z pewnością jest warte wdrażania na jak największą skalę.