W obliczu postępujących zmian klimatycznych, rosnących wyzwań energetycznych oraz coraz bardziej rygorystycznych regulacji środowiskowych, sektor gospodarki komunalnej staje przed koniecznością wdrażania rozwiązań technologicznych, które nie tylko podnoszą efektywność energetyczną, ale również znacząco ograniczają ślad środowiskowy. Jednym z najbardziej przełomowych przykładów takiego podejścia w Polsce jest instalacja odzysku ciepła z kondensacji pary wodnej zawartej w spalinach, zrealizowana przez firmę SEEN Technologie na zlecenie Krakowskiego Holdingu Komunalnego w Zakładzie Termicznego Przekształcania Odpadów.
To nie tylko największy tego typu system w Polsce, lecz także unikalne rozwiązanie inżynieryjne, które w wymierny sposób wpływa na bilans energetyczny całego zakładu. Projekt ten stanowi dowód na to, że transformacja energetyczna nie jest pustym hasłem, lecz realną perspektywą – możliwą do wdrożenia tu i teraz, z wykorzystaniem sprawdzonych zasobów technologicznych i wykonawczych.
Założenia projektu
Zakład Termicznego Przekształcania Odpadów w Krakowie, stanowiący element strategicznej infrastruktury miejskiej, pełni podwójną funkcję: unieszkodliwia odpady komunalne oraz wytwarza energię w postaci ciepła i energii elektrycznej. Jak każda tego typu instalacja, generuje jednak również znaczne ilości pary wodnej unoszącej się wraz ze spalinami. To energia, która w konwencjonalnych systemach pozostaje niewykorzystana i uchodzi do atmosfery przez komin, przyczyniając się dodatkowo do nasilenia efektu cieplarnianego.
Zasadniczym celem inwestycji było przechwycenie energii zawartej w parze wodnej przy pomocy kondensacyjnego układu odzysku ciepła. Dzięki rozwiązaniu zaprojektowanemu i wdrożonemu przez SEEN Technologie udało się przekształcić to, co dotychczas stanowiło nieuniknioną stratę, w pełnowartościowe źródło ciepła systemowego. Kluczową innowacją było zastosowanie bezprzeponowych wymienników ciepła, które skraplają parę wodną zawartą w spalinach, a odzyskaną w ten sposób energię przekazują bezpośrednio do miejskiej sieci ciepłowniczej.
Zgodnie z założeniami projektowymi, system dostarcza ok. 14,6 MWt w trybie ciągłym, co przekłada się na wzrost produkcji ciepła w całym zakładzie o ok. 25% – bez konieczności spalania dodatkowego paliwa i bez generowania dodatkowych emisji zanieczyszczeń.
Kompleksowy zakres technologiczny
Inwestycja miała charakter kompleksowy, realizowany w formule „pod klucz”. Firma SEEN Technologie odpowiadała za cały proces – od opracowania koncepcji technologicznej, poprzez projektowanie, uzyskanie wymaganych uzgodnień administracyjnych i wykonawstwo, aż po rozruch technologiczny oraz przekazanie instalacji do eksploatacji.
Kluczowe elementy projektu obejmowały:
– dwa absorpcyjne, bezprzeponowe skrubery do odzysku ciepła, zintegrowane z istniejącym ciągiem spalin,
– nowoczesną instalację oczyszczania kondensatu, wykorzystującą technologie ultrafiltracji, odwróconej osmozy oraz odgazowania membranowego,
– system wymienników ciepła połączonych z miejską siecią ciepłowniczą, modernizację układów wyciągowych spalin oraz montaż nowych punktów pomiarowych – w tym dla rtęci, amoniaku i dwutlenku węgla.
Zaprojektowana infrastruktura umożliwia automatyczne zarządzanie kluczowymi parametrami pracy systemu, takimi jak temperatura spalin, ciśnienie, czy wydajność oczyszczania. Ważnym elementem układu jest również odzysk wody ze skroplonej pary wodnej. Zamiast odprowadzania jej jako ścieku, woda ta została poddana procesowi uzdatniania i ponownie wykorzystana w procesach technologicznych zakładu, co dodatkowo ograniczyło zapotrzebowanie ZTPO na wodę świeżą.
Harmonogram, etapy, odbiory
Realizacja projektu została podzielona na dwa główne etapy. Pierwszy z nich, zrealizowany podczas postoju instalacji w 2022 r., obejmował przygotowanie układów przesyłu spalin i obejścia (by-passu), wymianę wentylatorów, montaż klap spalinowych oraz rozbudowę systemu monitoringu emisji. Prace zakończono przed planowanym terminem, co umożliwiło wcześniejsze wznowienie pracy zakładu.
Drugi etap obejmował montaż docelowych urządzeń technologicznych: skruberów, układu oczyszczania kondensatu, wymienników ciepła oraz ich integrację z miejską siecią ciepłowniczą i instalacjami wewnętrznymi zakładu. Prace zakończono w kwietniu 2023 r., a instalacja została natychmiast uruchomiona – zarówno w zakresie dostarczania ciepła do sieci, jak i odzysku wody do ponownego wykorzystania w procesach technologicznych.
Wymierne efekty energetyczne, środowiskowe i ekonomiczne
Efekty wdrożenia jednoznacznie potwierdzają skuteczność zastosowanej technologii. W zależności od warunków eksploatacyjnych, instalacja dostarcza od 8 do 18 MWt mocy cieplnej, osiągając w warunkach szczytowych odzysk na poziomie nawet 26,2 megawata. Równocześnie system generuje blisko 10 m³ na godzinę oczyszczonej wody zdemineralizowanej, która jest ponownie wykorzystywana w wewnętrznych procesach technologicznych zakładu.
Równolegle odnotowano istotne ograniczenie emisji pary wodnej oraz zanieczyszczeń, takich jak tlenki siarki, chlorowodór, pyły, czy metale ciężkie. Zakład zużywa również mniej wody wodociągowej do uzupełniania sieci ciepłowniczej, a z tej samej ilości „paliwa” wytwarza więcej ciepła – bez generowania dodatkowego dwutlenku węgla. W efekcie obniżona została jednostkowa emisja CO2 przypadająca na jednostkę wyprodukowanego ciepła.
Z ekonomicznego punktu widzenia inwestycja charakteryzuje się wysoką efektywnością kosztową (relacja nakładów do uzyskanego efektu). Przy nakładzie stanowiącym mniej niż 5% całkowitych kosztów inwestycyjnych, zakład osiągnął wzrost produkcji energii cieplnej o ponad 25%. Co istotne, nie jest to graniczna wydajność systemu – przewidziano możliwość jego dalszej rozbudowy poprzez integrację z absorpcyjną pompą ciepła, co pozwoliłoby na jeszcze większy odzysk energii.
– To projekt, z którego jesteśmy naprawdę dumni. Nie tylko dlatego, że zwiększa efektywność i ogranicza emisje – ale przede wszystkim dlatego, że pokazuje, jak nowoczesna technologia może w praktyce służyć środowisku i mieszkańcom. Cieszy nas, że Kraków staje się przykładem dla innych miast w Polsce, a my możemy być częścią tej zmiany – wspomina Krzysztof Pacierpnik, Prokurent i Dyrektor Działu Sprzedaży w SEEN Technologie Sp. z o.o.
Instalacja odzysku ciepła z kondensacji pary wodnej w Zakładzie Termicznego Przekształcania Odpadów w Krakowie to technologiczny krok milowy, który harmonijnie łączy racjonalność energetyczną z odpowiedzialnością środowiskową. W czasach, gdy każda kilowatogodzina ma znaczenie, a każda emisja jest przedmiotem szczegółowej analizy, wdrażanie takich rozwiązań przestaje być wyborem – staje się koniecznością.
Referencyjna realizacja SEEN Technologie potwierdza, że polska myśl inżynierska i krajowe wykonawstwo są w stanie dostarczać nowoczesne, sprawdzone i zgodne z międzynarodowymi standardami rozwiązania technologiczne. Projekt zrealizowany w Krakowie może – i powinien – stanowić inspirację dla innych miast w Polsce i Europie. Bo ciepło, które nie ucieka, to nie tylko oszczędność – to przyszłość systemów komunalnych.
Autor: Krzysztof Pacierpnik, Prokurent i Dyrektor Działu Sprzedaży, SEEN Technologie Sp. z o.o.
Artykuł sponsorowany (z wydania 3/2025 “Nowa Energia”)
