I toplina i okolina

Iako smo svjedoci da se u Hrvatskoj mnogi ne snalaze u procesu prijelaza na individualno mjerenje preuzete topline, ipak je važno vidjeti i širu sliku. Europska Unija je prepoznala centralizirane toplinske sustave (CTS, ili popularno toplane) kao važan segment budućeg razvoja europske energetike, njene dekarbonizacije i povećanja energetske učinkovitosti. Naime, količina otpadne topline u europskim industrijskim pogonima, elektranama, itd., koja grije naše rijeke, u stvari je dovoljna za sve naše potrebe za grijanjem te se može iskoristiti kao gotovo besplatno i čisto Količina otpadne topline u europskim industrijskim pogonima, elektranama, itd., koja grije naše rijeke, dovoljna je za sve naše potrebe za grijanjemgorivo za grijanje naših domova. Nije naravno moguće spojiti sve kuće na CTS, jer su neke predaleko od izvora otpadne topline, ali možemo pokriti oko pola potreba za grijanjem, prvenstveno u gradovima. Znanstvenici na zagrebačkom Fakultetu strojarstva i brodogradnje rade na tome da ovu jeftinu energiju čim prije dovedu u domove naših sugrađana, sudjelujući u nekoliko europskih znanstvenih projekata, međutim ima nekoliko prepreka na tom putu.

Navikli smo plaćati električnu energiju i plin po potrošnji, ali nismo navikli plaćati vodu i toplinu po stvarnoj potrošnji. To dovodi do neracionalnog rasipanja, jer ako netko štedi, to mu se neće vidjeti u mjesečnom računu. Zato je potrebno čim prije prijeći na individualne račune, jer to vodi prema energetskoj učinkovitosti. Ako manje grijete, dobit ćete manji račun. Ako uložite u bolje prozore, dobit ćete manji račun. Međutim, kako jedino pravo rješenje, ugradnja mjerača predane topline na ulasku u svaki stan pomoću kalorimetara zahtjeva prilično veliku investiciju u stare zgrade u kojima su vertikalne cijevi za razvod topline provedene kroz stanove, značajno jeftinije rješenje je postavljanje razdjelnika na svaki radijator. Razdjelnici nam, putem očitanih impulsa, omogućavaju pošteniju Ako netko štedi, to mu se neće vidjeti u mjesečnom računu. Zato je potrebno čim prije prijeći na individualne račune, jer to vodi prema energetskoj učinkovitostiraspodjelu potrošene toplinske energije očitane na zajedničkom mjerilu.

Kako stanovi koji su na kraju zgrada trebaju značajno veću količinu topline od onih koji su okruženi drugim stanovima, bilo bi logično da njima računi ustvari porastu, dok će onima u sredini značajno pasti. U slučaju prijelaza na neki drugi način grijanja, to će svakako tako i biti. Međutim, korektivnim faktorima se pokušava održati socijalna solidarnost koju su stanari u stanovima u sredini zgrade oduvijek plaćali grijanje onima na rubu zgrade. Nema savršenog rješenja, ali individualno mjerenje je neophodan korak naprijed prema učinkovitoj energetici.

Individualizacija potrošnje toplinske energije je samo preduvjet za ozbiljnije uštede energije, koje se ostvaruju zahvatima na termo tehničkim sustavima te na obnovi vanjske ovojnice same zgrade. Ovaj postupak je izuzetno težak i dugotrajan, ali ujedno i jedini koji vodi stvarnom smanjenju troškova i ugodnijem stanovanju. Kako priča ne bi bila toliko crna, možemo izdvojiti jedan uspješan primjer postupne tranzicije tri zgrade obuhvaćene zatvorenim toplinskim sustavu, u naselju Švarča u Karlovcu. Kao energent se donedavno koristilo loživo ulje, nakon čega je napravljena prvo tranzicija na prirodni plin. Nakon toga uslijedila je ugradnja razdjelnika topline, prije početka prošlogodišnje sezone grijanja, dok se tokom ovog ljeta krenulo u potpunu obnovu vanjske ovojnice zgrade, koja je ujedno obuhvaćala i ugradnju izolacije. Kroz ovu tranziciju obuhvaćen je bio 131 stan dok je ukupna investicija, sufinancirana sredstvima Fonda za zaštitu okoliša i energetsku učinkovitost, iznosila 4,2 milijuna kuna. Prema projektnoj dokumentaciji, s fasadom od 14 centimetara stiropora i sa izmjenom stolarije ušteda bi trebala biti do 60 posto.

Replikacijom i multiplikacijom takvih projekata na razini države mogu se ostvariti iznimno velike energetske uštede. Rezultati projekta STRATIndividualizacija potrošnje toplinske energije je samo preduvjet za ozbiljnije uštede energije, koje se ostvaruju zahvatima na termo tehničkim sustavima te na obnovi vanjske ovojnice same zgradeEGO pokazali su značajan potencijal za unaprjeđenje sektora grijanja u Hrvatskoj. Kroz projekt je pokazana mogućnost postizanja ekonomski opravdanih ušteda u grijanju, izolacijom zgrada, od čak 40 posto na nacionalnoj razini, potencijal povećanja udjela centraliziranih toplinskih sustava na 40 posto s trenutnih 15 posto te mogućnost dobave 45 posto toplinske energije potrebne za centralizirane sustave grijanja iz izvora otpadne topline. Spomenuti zahvati kumulativno mogu rezultirati uštedama potrošnje primarne energije od 32 posto te smanjiti emisije stakleničkih plinova za 47 posto u sektorima grijanja, hlađenja i elektroenergetskom sektoru promatrano na godišnjoj razini do 2050. godine. Osim navedenih prednosti, takav sustav bi rezultirao i smanjenjem troškova u spomenutim sektorima za 12 posto, uključujući amortizaciju svih investicija, u usporedbi s referentnim stanjem.

Druga važna reforma koja treba uslijediti vezana je za formiranje cijene topline koju plaća CTS. Toplina se danas kupuje po cijeni energetske vrijednosti plina, što je značajno preskupo. Liberalizacijom kupnje toplinske energije od najboljeg ponuđača, ta bi cijena trebala značajno pasti, jer otpadna toplina u stvari nema neku vrijednost, ili čak ima negativnu vrijednost. Također, u trenucima kada je električna energija jeftina na burzi električne energije, što se sada često događa zahvaljujući visokom udjelu obnovljivih izvora, moguće ju je koristiti za proizvodnju topline. To je danas čest slučaj u visokorazvijenim zemljama poput Danske, a nema nikakvog tehničkog ili ekonomskog razloga zašto jeftina energija ne bi bila dostupna i građanima Hrvatske.

Osim primjera iz visokorazvijenih zemalja, postoje i oni iz tranzicijskih, sličnijih Hrvatskoj, koje su uspjele smanjiti troškove grijanja pomoću CTS-a i učinile ga najekonomičnijim načinom zagrijavanja prostora. Jedan takav dolazi iz Latvije. Jelgava, četvrti grad po veličini sa 64 tisuće stanovnika, uspio je smanjiti troškove grijanja iz CTS-a i pritom prijeći na obnovljivi izvor energije. Stare plinske kotlove su 2013. godine zamijenili sa novom modernom kogeneracijom na biomasu i na taj način smanjili cijenu toplinske energije sa 75,5 EUR/MWh na 58,57 EUR/MWh. Dodatne prednosti koje su ostvarene ovim projektom su: strana ulaganja tvrtke Fortum u vrijednosti od 90 milijuna eura, rekonstrukcija toplovodne mreže, eliminiranje gotovo svih emisija CO2, otvaranje novih 82 radnih mjesta samo u toplani-elektrani, smanjenje godišnjeg uvoza energije u vrijednosti od 4 do 6 milijuna eura što direktno pozitivno utječe na ekonomsku bilancu Latvije. U Jeglavi se kogeneracijom pokriva 85 posto potrošnje toplinske energije, a 15 posto vršnog opterećenja toplinskog sustava pokrivaju plinski kotlovi. Biomasa, koja se koristi kao gorivo doprema se kamionima, a radi se o šumskim ostacima, poput grančica i ostacima iz poljoprivrede. Ovaj primjer je bitan jer je usporediv s primjerom Velike Gorice, u kojoj je sličan projekt naišao na neodobravanje, a tamošnji građani i danas plaćaju vrlo visoku cijenu toplinske energije, koja uz to dolazi od fosilnih goriva, prirodnog plina i lož ulja.

Daljnje uštede u troškovima grijanja u Jeglavi ostvarene su na način da se krenulo u cjelovitu obnovu stambenih zgrada, koja je obuhvaćala izolaciju vanjske ovojnice, zamjenu prozora, rekonstrukciju vodovodnih instalacija, ugradnju razdjelnika topline i termostata, unapređenje sustava ventilacije, itd. Na ovaj način smanjena je potrošnja topline za 50 posto, a projekt je sufinanciran od njemačkog Saveznog ministarstva zaštite okoliša i prirode te Saveznog ministarstvo za nuklearnu sigurnost i Europskog fonda za regionalni razvoj. Više detalja o projektu se može naći na Druga važna reforma koja treba uslijediti vezana je za formiranje cijene topline koju plaća CTSstranicama BEAST projekta, a jedan od projektnih partnera je i Fakultet strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Zagrebu.

Pored projekata STRATEGO i BEAST financiranih 75 posto iz CIP programa Europske unije, od 2012 godine Fakultet strojarstva i brodogradnje sudjeluje u znanstveno istraživačkom projektu 4DH, sufinanciranom od strane Danskog fonda za inovaciju, a cilj projekta je razviti napredne centralizirane toplinske sustave četvrte generacije. To su uglavnom nisko temperaturni sustavi s polaznim temperaturama vodova do 55°C te povratnih temperatura od 25°C. Ovi sustavi su prvenstveno namijenjeni za zagrijavanje energetski učinkovitih zgrada te zadovoljenje potreba za potrošnom toplom vodom, no mogu biti korišteni i za potrebe zagrijavanja staklenika u poljoprivredi i drugih procesa. Najveća prednost niskotemperaturnih sustava je što omogućuju integraciju topline iz izvora kao što su prije spomenuta otpadna toplina iz raznih procesa te geotermalna ili solarna toplinska energija. Nadalje, u niskotemperaturnim sustavima gubici po jediničnoj duljini vodova su znatno manji te se u ovom slučaju udaljenost od centraliziranog izvora do potrošača može prelaziti i 20 km. Najveća prednost niskotemperaturnih sustava je što omogućuju integraciju topline iz izvora kao što su prije spomenuta otpadna toplina iz raznih procesa te geotermalna ili solarna toplinska energijaNordijske zemlje su rano prepoznale prednost centraliziranih toplinskih sustava i trenutno se u Danskoj 60 posto toplinskih potreba zadovoljava iz centraliziranih toplinskih sustava raznih veličina i profila te se radi na daljnjem proširenju kako bi se do 2030. zadovoljavalo 75 posto potreba. U centraliziranim toplinskim sustavima u Danskoj već sada je integrirano više od 500.000 m2 solarnih toplinskih kolektora, kojima se godišnje uštedi od 15-25 posto potreba za primarnim energentima, uglavnom plinom i biomasom. Unatoč strateškom cilju iz 2009. godine od gotovo 1.000.000 m² instaliranih toplinskih kolektora u Hrvatskoj, do danas solarne energije ili geotermalne energije za uštedama primarnih energenata u centraliziranim toplinskim sustavima u praksi nisu prepoznate, no znanstvenici s Fakultet strojarstva i brodogradnje rade na tomu da se stvari promijene na bolje.

U ovom trenutku Fakultet strojarstva i brodogradnje može se pohvaliti da sudjeluje u procesu pregovora za tri uspješno prijavljena projekta za poboljšanje centraliziranih toplinskih sustava u Europi, koji će se u potpunosti financirati EU sredstvima iz vrlo kompetitivnog programa Obzor 2020. Rezultati projekta će daljnje unaprijediti centralizirane toplinske sustave u Europi te će biti dostupni znanstvenoj i široj javnosti.

Autori teksta su djelatnici i studenti Zavoda za energetska postrojenja, energetiku i ekologiju, Fakulteta strojarstva brodogradnje, Sveučilišta u Zagrebu:

• Voditelji hrvatske participacije u projektima 4DH, STRATEGO, Coolheat i HRE, prof. dr. sc. Neven Duić
• Voditelji hrvatske participacije projektima BEAST, PHOENIX, DISKNET, doc. dr.sc. Goran Krajačić
• Viši asistent i stručni suradnik na projektima, dr. sc. Tomislav Pukšec
• Tomislav Novosel, mag. ing. stroj., student poslijediplomskog studija FSBa
• Nikola Matak, mag. ing. stroj., student poslijediplomskog studija FSBa

  ^{Zakon o tržištu toplinske energije (Narodne novine, br. 80/13, 14/14, 95/15}

^{II INTERES REPUBLIKE HRVATSKE}

^{Članak 4.}

^{(1) Izgradnja i razvoj centralnih toplinskih sustava i proizvodnja toplinske energije u kogeneracijskim postrojenjima na visokoučinkovit način, kao i njihovo održavanje i korištenje, od interesa su za Republiku Hrvatsku.}