Коммунальное хозяйство Дании реализует систему централизованного теплоснабжения мощностью 60 МВт на основе тепловых насосов MAN на CO2

Коммунальное хозяйство Дании реализует систему централизованного теплоснабжения мощностью 60&nbsp;МВт на основе тепловых насосов MAN на CO<sub>2</sub>

Датская компания-поставщик коммунальных услуг DIN Forsyning готовится оснастить портовый город Эсбьорг системой централизованного теплоснабжения с нулевым уровнем выбросов, в основе которой два промышленных тепловых насоса на CO2 (R744) от производителя MAN Energy Solutions, получающие энергию от прибрежных ветроэлектростанций, а тепло – из Ваттового моря.

Тепловые насосы тепловой мощностью 60 МВт представляют собой установку с электротермическим накопителем энергии (ETES).

— Мы отказываемся от выработки тепла за счет сжигания угля и заменяем его углеродно-нейтральным централизованным теплоснабжением, использующим энергию ветра и морской воды, — рассказал Кеннет Йоргенсен, директор проекта DIN Forsyning. — Переход сократит выбросы примерно на 120 000 тонн CO2-эквивалента в год.

Проект содействует реализации планов по декарбонизации Эсбьорга к 2030 году.

Создавая решение «под ключ», компания MAN, штаб-квартира которой находится в Аугсбурге (Германия), собрала и испытала тепловые насосы ETES «вода-вода» в производственных цехах в Цюрихе (Швейцария).

По словам Йоргенсена, морская и теплораспределительная части системы уже сданы в эксплуатацию и готовы к работе, монтаж механической части почти завершен. Старт установки намечен на осень.

Система, которую MAN на своем сайте называет «крупнейшим в мире сверхкритическим тепловым насосом» будет снабжать теплом стотысячное население города, то есть, примерно 25 000 домохозяйств. «Это первая подобная система снабжения тепловой энергией крупного промышленного масштаба», — говорится на сайте.

— Установка похожа на кондиционер воздуха, работающий в обратную сторону, — рассказал Карл Бёле, старший менеджер проекта в MAN. Вместо охлаждения зданий, система использует электроэнергию из возобновляемого источника, чтобы извлечь тепло из морской воды и умножить его для дальнейшего распределения. Это решение можно использовать для декарбонизации промышленных процессов во всем мире, добавил Бёле.

Морская вода, выкачиваемая из гавани со скоростью 4 000 литров в секунду, подается по большим трубам к установке, где отдает тепло для испарения CO2, после чего возвращается в море.

За счет электроэнергии, произведенной прибрежной ветроэлектростанцией, испаренный CO2 сжимается до температуры, достаточной для нагрева воды. В теплообменнике CO2 отдает свое тепло воде, которая подается в существующий подземный трубопровод центрального отопления. Давление в контуре сжатия и расширения CO2 превышает 150 бар.

— Особенность системы, которую мы устанавливаем, заключается в использовании морской воды как источника тепловой энергии, CO2 — как хладагента, а герметичного компрессора с электроприводом – как генератора тепла. — пояснил Бёле.

Рабочая жидкость системы, расположенной рядом с Ваттовым морем, национальным парком и объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО, должна быть нетоксичной, безопасной и иметь высокую теплопроизводительность. Чтобы выполнить эти требования, был выбран CO2, а не аммиак (R717) или синтетический хладагент.

— В случае утечки CO2 просто вольется в морской круговорот углерода, — заявил Йоргенсен.

Баланс нагрузки на энергосеть

Йоргенсен отметил важность того, чтобы нагрузка коммунальной системы на энергосеть была сбалансированной.

С этой целью потребление энергии высокоскоростными электродвигателями, приводящими компрессоры тепловых насосов в движение, может быстро повышаться и понижаться. По словам Йоргенсена, таким образом система адаптируется к резким изменениям объема производимой «зеленой» электроэнергии, вырабатываемой ветряками и солнечными панелями.

Йоргенсен объяснил, что конструкция балансирует нагрузку на энергосеть, «принимая избыток электричества при его наличии, и преобразуя в аккумулируемое тепло, которое подается потребителям в нужное время». В отличие от энергосети, количество энергии, которую получает тепловой насос, может не совпадать с количеством энергии, которую он отдает.

Клаус Нильсен, директор по развитию бизнеса DIN Forsyning, находит гибкость системы ETES очень привлекательной, отмечая ее способность использовать различные источники электричества при отсутствии энергии ветра, а также возможность обеспечивать как централизованное теплоснабжение, так и охлаждение. Кроме того, турбокомпрессорная технология позволяет DIN Forsyning зарабатывать на обеспечении баланса электросети.

В Эсбьорге, расположенном на юго-западном побережье Ютландии, температура воздуха ниже нуля, как правило, держится с ноября по март.

В 2018 году компания MAN, на протяжении более 250 лет поставляющая технологические решения для энергетики, судостроения и нефтегазовой отрасли, изменила название с MAN Diesel and Turbo на MAN Energy Solutions, чтобы подчеркнуть свою поддержку перехода к углеродно-нейтральному будущему.

— Еще в 2018 году мы предлагали ETES как решение для накопления электроэнергии в виде тепла и холода, которые можно было бы повторно преобразовать в электроэнергию, — рассказал Раймонд Декорвет, руководитель отдела глобального развития бизнеса ETES в MAN. Как только MAN стало известно о проведении тендеров DIN Forsyning, компания поняла, что ETES идеально подходит для централизованного теплоснабжения жителей Эсбьорга.

Источник статьи – сайт Проекта Арктического совета по выводу озоноразрушающих веществ и фторсодержащих газов в рыбохозяйственном секторе Мурманской области: Коммунальное хозяйство Дании реализует систему централизованного теплоснабжения мощностью 60 МВт на основе тепловых насосов MAN на CO2