Pierīgā top lielākā un vienīgā siltuma akumulācijas tvertne Baltijas valstīs ar siltumnesēja tilpumu līdz 18 tūkstošiem m³. AS "Latvenergo" iekārta būs viens no apjomīgākajiem un mūsdienīgākiem risinājumiem, kas nodrošinās efektīvāku kurināmā izmantošanu valstī, samazinās energoresursu patēriņu un palielinās TEC konkurētspēju, informē uzņēmums.
Siltuma akumulācijas sistēma nodrošinās primāro energoresursu ietaupījumu (ne mazāk kā 2,4 GWh/gadā), CO2 (ne mazāk kā 9 tūkst. t/gadā), putekļu un cieto daļiņu PM samazinājumu, kā arī akumulēs siltumenerģijas daudzumu vismaz 65 GWh/gadā. Šīs siltuma akumulācijas sistēmas izveidošana palielinās siltumapgādes drošumu Rīgas centralizētā siltumapgādes sistēmas (CSS) labajā krastā. Tā sekmēs ne tikai energoresursu ekonomiju un efektivitātes rādītāju uzlabošanu, bet arī palielinās TEC-2 energobloku izmantošanu koģenerācijas režīmā, radīs papildu nosacījumus elektrības un siltuma zemākai tirgus cenai Rīgā un visā valstī.
Akumulācijas sistēmas Eiropā
Siltuma akumulācijas tehnoloģija tiek pielietota gan siltuma slodzes izlīdzināšanai, gan siltumapgādes drošuma paaugstināšanai, gan stacijas darbības elastības palielināšanai. Siltuma akumulāciju Eiropā izmanto centralizētās siltumapgādes sistēmās mainīgās ģenerācijas integrācijai, veidojot veiksmīgākus piedāvājumus elektrības un siltumenerģijas tirgū. Periodos, kad tirgū elektrības cena ir augsta, bet energoblokiem nav pietiekamas siltumslodzes koģenerācijā, tiek izmantota iespēja akumulēt pāri palikušo siltumu, lai to pārdotu tad, kad ir siltumenerģijas pieprasījums, bet elektrību ģenerēt nav tik izdevīgi. Tādējādi var optimāli izmantot koģenerācijas priekšrocības. Pēdējo gadu laikā Eiropā ir uzstādīti un plānoti jauni lielas jaudas siltuma akumulācijas projekti, līdz pat 50 000 m³ tilpuma akumulatoriem. Piemēram, Vācijā 2017. gadā bija uzstādītas apmēram 12 siltuma akumulatoru tvertnes ar tilpumu virs 20 000 m³.
Projekts balstīts pieredzē un zinātniskajā izpētē
Latvijas pievienošanās brīvajam elektroenerģijas tirgum (2013. gada 3. jūnijā) mainīja AS "Latvenergo" TEC-2 darbības režīmus. Tas ietekmēja stacijas darbības efektivitāti – darbs koģenerācijas režīmā tika daļēji nomainīts ar izstrādi kondensācijas un jauktajā režīmā, atkarībā no pieprasījuma tirgū stacija bieži tiek apturēta un atkal iedarbināta. "Meklējām risinājumus, kā uzlabot TEC energoefektivitāti un konkurētspēju tirgū. Iegūtie izpētes rezultāti parādīja, ka siltuma akumulācija nodrošinātu termoelektrocentrāles darbības elastīguma palielināšanu, būtu iespējas efektīvāk slogot uzstādītās jaudas atbilstoši elektroenerģijas cenu svārstībām tirgū, kondensācijas režīmu varētu daļēji aizvietot ar koģenerāciju, turklāt palielinātu drošumu Rīgas centralizētās siltumapgādes sistēmas labajā krastā," skaidro AS "Latvenergo" Izpētes un attīstības direktors Māris Balodis.
"Latvenergo" siltuma akumulācijas iekārtas projekta idejas palīdzēja pilnveidot informācija, kas iegūta sadarbībā ar energoapgādes uzņēmumu asociāciju VGB. No tās tika saņemti dati par dažādu staciju pieredzi siltuma akumulatoru ekspluatācijā Vācijā un Dānijā. 2016. gada martā ar VGB atbalstu notika pieredzes un izpētes vizīte uz N-ERGIE uzņēmuma "Sandreuth" elektrostaciju Nirnbergā (Vācijā), kurā 2014. gadā tika uzbūvēts lieljaudas siltuma akumulators ar tilpumu 33 000 m³.
Tāpat arī veiksmīga sadarbība ar Rīgas Tehnisko universitāti (RTU) palīdzēja nonākt līdz siltuma akumulācijas tvertnes projektam, jo 2015. gadā RTU studente Poļina Ivanova izstrādāja maģistra darbu par siltuma akumulācijas iekārtas uzstādīšanu TEC-2, saņemot augstākos novērtējumus universitātē un Vernera fon Sīmensa konkursā – Izcilības balvu .
Tādējādi gan gūtā starptautiskā pieredze siltuma akumulācijas izmantošanā, gan RTU maģistrantes iegūtie rezultāti zinātniskajā darbā deva pamatojumu detalizētāk izpētīt akumulācijas sistēmas izveidošanu Rīgas TEC-2.
No idejas līdz būvniecībai
Projekta īstenošanā bija vairāki posmi, jo tika nolemts izmantot arī Eiropas Savienības Kohēzijas fonda līdzfinansējumu. 2017. gadā parādījās iespēja pieteikties ES finansējumam. Pēc finansējuma piešķiršanas 30% apmērā 2018. gadā tika nolemts uzsākt projekta realizāciju, stāsta Balodis.
Šobrīd projektā "Siltuma akumulācijas sistēmas izveidošana "Latvenergo" ražotnē TEC-2" norit būvniecības darbi. Rudenī ielikti pamati un 2020. gada janvārī uzsākta siltuma akumulācijas tvertnes jumta būvniecība. Akumulācijas tvertnes izbūves tehnoloģija paredz būvlaukumā izgatavota tvertnes jumta pacelšanu ar domkratu palīdzību, lai zem tā veiktu tvertnes sienas joslu izbūvi. Pēc katras tvertnes sienas joslas izbūves konstrukcija tiks pacelta ar domkratu palīdzību un izbūvēta nākamā tvertnes sienas josla, līdz tiks sasniegts akumulācijas tvertnes projektētais augstums – 47,8 m. Paralēli notiek inženierkomunikāciju (cauruļvadi, elektriskie kabeļi, sakaru kabeļi) estakādes pamatu izbūve.
Pēc izbūves un akumulatora darbības sākšanas, kas notiks nākamajā apkures sezonā, tiek plānots padziļināt sadarbību ar RTU zinātniekiem, kuri jau kādu laiku nodarbojas ar elektrostacijas optimizācijas programmatūras izstrādi. Šis projekts un iegūtā pieredze interesē arī citus siltumapgādes uzņēmumus, tai skaitā AS "Rīgas siltums". Zinātnieki šo siltuma akumulācijas sistēmas projektu ir prezentējuši starptautiskās konferencēs.
Siltuma akumulācijas piemēri pasaulē:
- GKM elektrostacija (Vācijā). Projekta realizācija 2013. g. Siltumenerģijas ietilpība 1500 MWh; tilpums 43000 m3; augstums – 36 m; diametrs – 40 m; investīcijas 27 miljoni eiro. Siltuma akumulācijas sistēmas izveidošana optimizēja elektrostacijas darbību (iespēja darbināt vienu bloku no diviem, kad slodze ir minimāla) atbilstoši elektroenerģijas cenas svārstībām tirgū, palielinot koģenerācijā izstrādātās elektrības apjomu.
- "Sandreuth" elektrostacija (Nirnbergā, Vācijā). Projekta realizācija 2013.–2014. g. Siltumenerģijas ietilpība 1500 MWh; tilpums 33 000 m3; augstums – 70 m; diametrs – 26 m; investīcijas 16,4 miljoni eiro. Siltuma akumulācija nepieciešama mainīgās ģenerācijas integrācijai un energoapgādes drošuma nodrošināšanai. Kad mainīgas jaudas (vēja un saules elektrostaciju) izstrāde ir zema, vairāk tiek slogota koģenerācijas stacija. Saražotā elektroenerģija tiek nodota tīklā. Savukārt saražotā siltumenerģija tiek nogādāta siltumenerģijas patērētājiem un pārpalikumi akumulēti siltuma akumulatorā vēlākai nodošanai centralizētajā siltuma apgādes sistēmā.
- "Te-To" termoelektrostacija (Zagrebā, Horvātijā). Siltumenerģijas ietilpība 750 MWh; tilpums 21 500 m3; diametrs – 24 m; augstums – 47,5 m; uzlādes/ izlādes jauda 150 MW; investīcijas 13 miljoni eiro.
- 2019. gadā Ķīles TES (Ķīle, Vācija) rekonstrukcijas rezultātā (pāreja no oglēm uz gāzi) tika uzstādīts siltuma akumulators ar tilpumu 30 000 m3 un augstumu 60 m. Siltuma akumulators palielinās termoelektrocentrāles iespēju strādāt elastīgāk.
- "EnBW Energie Baden-Württemberg" (integrēts Vācijas energouzņēmums: elektrības un siltuma ražošana un tirdzniecība, sistēmu pakalpojumi) turpina elektrostaciju modernizācijas projektus Vācijā. Elektrostacijas HKW3 energobloka Štutgardē modernizācija paredz ogles iekārtu aizvietošanu ar trim MAN 20V35/44G gāzes dzinējiem, kas ražos ne tikai elektroenerģiju, bet arī centralizētajai siltumapgādei nodrošinās jaudu 30 MW apmērā. Papildus tam stacijā ir uzstādīts siltuma akumulators un katla iekārta ar jaudu līdz 175 MW siltumenerģijai, lai nosegtu izmaiņas piedāvājuma un pieprasījuma svārstībās. Modernizācijas mērķis ir samazināt CO2 un citas emisijas, vienlaikus nodrošinot drošu enerģijas piegādi patērētājiem. Ogļu iekārtu darbību pārtrauca 2018. g. decembrī.
- Somijā vecajā Mustikamā naftas produktu pazemes krātuvē no 2019. līdz 2021. gadam izbūvēs lielāko siltuma uzglabāšanas akumulatoru (15 miljoni eiro). Daļu izmaksu (2,1 miljons eiro) segs Ekonomikas un nodarbinātības ministrija no atbalsta līdzekļiem, klimatam neitrālu tehnoloģijām klimata pārmaiņu mazināšanai. Siltumenerģijas akumulatora jauda būs 120 MW un karstā ūdens apjoms – 260 tūkst. m3 (45-100°C). Tur tiks novirzīts siltumenerģijas pārpalikums, kas iegūts augstas energoefektivitātes avotos, un ar to pietiks vismaz četrām dienām. Siltumenerģiju no akumulatora iekārtas centralizētās siltumapgādes tīklam nodos, izmantojot siltummaiņus.
