Aby dalej wspierać dekarbonizację SMS group, GETEC zainstalował unikalny system power-to-heat wyposażony w jeden z największych obecnie dostępnych w Niemczech systemów pomp ciepła powietrze-woda.

Do zrekompensowania 6 000 ton CO₂ potrzebnych byłoby ponad 200 000 drzew. W zakładzie produkcyjnym SMS group w Hilchenbach, około 100 kilometrów na wschód od Kolonii, nowy system power-to-heat firmy GETEC pozwala zaoszczędzić dokładnie taką ilość CO₂ każdego roku. Ten jedyny w swoim rodzaju system dostarcza ciepło do 50 000 m² hal, biur i budynków, a jednocześnie dzięki zwiększonej efektywności pozwala ograniczyć zużycie energii o szacowane 15%. Wdrożenie w pełni elektrycznego systemu jest kluczowym czynnikiem wspierającym realizację celu osiągnięcia neutralności klimatycznej przez SMS group w zakładzie w Hilchenbach do 2030 roku.

SMS group jest znana na całym świecie ze swoich technologii, produktów i usług dla przemysłu metalurgicznego. Od 2004 roku GETEC eksploatuje opartą na paliwach kopalnych instalację grzewczą dostarczającą ciepło do budynków SMS w Hilchenbach, a obecnie przeprowadził jej modernizację. Nowy system pomp ciepła powietrze-woda przekształca sieć grzewczą w system neutralny pod względem emisji gazów cieplarnianych i obejmuje dwustopniową kaskadę pomp ciepła, kocioł elektryczny, zbiornik magazynowania ciepła oraz urządzenia pomocnicze do podgrzewania wody.

Przełomowy system pomp ciepła

Szacuje się, że pompy ciepła powietrze-woda zużywają zazwyczaj o 70-80% mniej energii niż kotły opalane paliwami kopalnymi. Są one również bardzo wydajne, generując od 3 do 5 jednostek ciepła na każdą zużytą jednostkę energii elektrycznej. W Hilchenbach nowe pompy ciepła GETEC zastąpiły istniejący system oparty na gazie ziemnym, przekształcając sieć ciepłowniczą o długości 3,4 kilometra w system przyjazny dla klimatu.

System obejmuje cztery pompy ciepła powietrze-woda połączone w jedno zintegrowane rozwiązanie grzewcze, które obecnie należy do największych tego typu instalacji w Niemczech. Pompy te pozyskują energię cieplną z powietrza atmosferycznego, nawet przy temperaturach poniżej zera, i magazynują ją w zbiornikach. Następnie pompy ciepła woda-woda podgrzewają zbiorniki do temperatury 85 stopni Celsjusza. W ten sposób cały system generuje moc cieplną wynoszącą 4 MWth. System magazynowania buforowego gwarantuje dostępność ciepła w okresach szczytowego zapotrzebowania, a kocioł elektryczny podnosi temperaturę zasilania do 95 stopni Celsjusza. Ponieważ jest to system zamknięty, nie jest potrzebna ani zużywana dodatkowa woda.

„Instalacja power-to-heat jest centralnym elementem naszej drogi do osiągnięcia neutralności klimatycznej w zakładzie w Hilchenbach”, mówi Fabiola Fernandez, CFO SMS group. „Napędzamy dekarbonizację globalnego przemysłu stalowego. Równie ważne jest jednak dla nas przejmowanie odpowiedzialności we własnej działalności i konsekwentne wdrażanie zasad zrównoważonego rozwoju w naszych zakładach.”

W celu obniżenia kosztów projektu i skrócenia czasu realizacji system power-to-heat został zintegrowany z istniejącą kotłownią. GETEC podjął ogromne wysiłki, aby utrzymać dotychczasowy system w działaniu podczas prac budowlanych, zapewniając nieprzerwane dostawy ciepła.

Etapowy proces i cyfrowe sterowanie

Etapowy proces działania pompy ciepła można dostosować do pory roku i zapotrzebowania na ogrzewanie. Po pozyskaniu i zmagazynowaniu energii z powietrza atmosferycznego pompy ciepła przekształcają zgromadzoną energię do wymaganego poziomu temperatury. Kocioł elektryczny jest sterowany zewnętrznie w celu udziału w rynku energii elektrycznej, co umożliwia SMS generowanie dodatkowych przychodów dzięki wsparciu lokalnego rynku energii, a jednocześnie pomaga stabilizować sieć elektroenergetyczną.

Inteligentny system sterowania wykorzystuje wspomagany przez sztuczną inteligencję model prognozowania i predykcji, który dostosowuje pracę instalacji do warunków pogodowych i obciążenia. Cztery różne tryby pracy (wytwarzanie, magazynowanie, absorpcja i obciążenie) umożliwiają systemowi optymalizację wykorzystania energii, oddzielenie w czasie produkcji ciepła od jego zużycia oraz, w szczególności, wykorzystanie taniej energii elektrycznej pochodzącej ze źródeł odnawialnych.

„Przejście na odnawialne źródła energii i redukcja emisji gazów cieplarnianych stanowią istotny wkład w nasze działania na rzecz zrównoważonego rozwoju, które koncentrują się nie tylko na ograniczaniu emisji i całym łańcuchu wartości, ale również na wewnętrznych działaniach firmy”, mówi Marc Hoffmann, Executive Vice President w SMS group.

Unikalny system power-to-heat wyposażony w jeden z największych obecnie dostępnych w Niemczech systemów pomp ciepła powietrze-woda.

Droga ku zrównoważonej przyszłości

GETEC zadbał o to, aby system był przygotowany na przyszłość dzięki modułowej konstrukcji, która może zostać rozszerzona o dodatkowe komponenty wykorzystujące odnawialne źródła energii. Może to obejmować integrację źródeł ciepła odpadowego, takich jak elektrolizery i ogniwa paliwowe, w celu dalszego zwiększenia efektywności energetycznej instalacji.

W ramach projektu GETEC przejął odpowiedzialność za uzyskanie pozwoleń, prace inżynieryjne, instalację systemu, finansowanie oraz wiele innych działań. Ponadto GETEC będzie zapewniał eksploatację, konserwację i serwis przez kolejne osiem lat. Projekt, wspierany przez Federalne Ministerstwo Gospodarki i Energii Niemiec oraz finansowany przez Unię Europejską w ramach programu NextGenerationEU, podkreśla zaangażowanie GETEC i SMS group w odchodzenie od paliw kopalnych oraz wdrażanie zrównoważonych projektów energetycznych.

„To projekt wzorcowy dla całej branży energetycznej”, mówi dr Zimmermann. „Stanowi praktyczny model zdekarbonizowanych i elastycznych systemów zaopatrzenia w ciepło, niewykorzystujących paliw kopalnych, dla szerokiego grona branż przemysłowych i gmin.”