V Mannheimu deluje največja nemška termoelektrarna na premog. Že več kot sto let proizvaja elektriko in toploto za stotisoče domov in tovarn v zvezni deželi Baden-Württemberg. Tudi tej elektrarni so šteti dnevi: ugasnila naj bi do leta 2030. Njeni upravitelji zato intenzivno razmišljajo, kako bodo potem zagotavljali energijo in toploto.
Kot nadomestni vir toplote so v mestu, ki je pomembno nemško industrijsko središče, izbrali reko Ren. Na območju termoelektrarne že deluje pilotna toplotna črpalka z močjo 20 megavatov, ki s toploto oskrbuje 3500 gospodinjstev. V prihodnosti nameravajo tam postaviti največjo toplotno črpalko na svetu z nazivno močjo 165 megavatov, mesto Köln načrtuje podobno veliko elektrarno s 150 megavati.
Strokovnjaki so prepričani o potencialu tehnologije, saj velja za ključno alternativo sežiganju plina, nafte in premoga, je poročal nemški Der Spiegel. Črpalke z zmogljivostjo 60 megavatov so načrtovane tudi za Duisburg, Hamburg in Hannover. Če bodo vsi projekti izvedeni, bi se lahko v nekaj letih na zeleno daljinsko ogrevanje priključilo približno 160.000 gospodinjstev.
Najbolj okolju prijazna metoda ogrevanja
Rečne toplotne črpalke spadajo med podnebju najprijaznejše metode ogrevanja. Ne porabljajo surovin in ne oddajajo ogljikovega dioksida. Potrebujejo le vodo v rečni strugi ali jezeru ter (čim bolj brezogljičen) vir elektrike, brez katere pri toplotnih črpalkah ne gre. Sever Nemčije ima v tem primeru prednost, saj se tam proizvede veliko električne energije iz vetra. Rečne toplotne črpalke so privlačne tudi s tehničnega vidika, saj so učinkovitejše od toplotnih črpalk zrak-voda, njihova izvedba je cenejša od sistemov za izkoriščanje globoke geotermije. Zato so zelo zanimive za gosto naseljena mesta z obstoječimi omrežji daljinskega ogrevanja.
Tudi v Sloveniji se tovrstna tehnologija omenja v okviru prestrukturiranja sistema daljinskega ogrevanja Šaleške doline, kjer bi lahko bilo vir toplote eno od tamkajšnjih jezer. Podjetje HSE SaŠa se je v konzorciju s Holdingom Slovenske elektrarne (HSE) in Termoelektrarno Šoštanj (TEŠ) prijavilo na razpis za nov sistem daljinskega ogrevanja v Šaleški dolini. Ponujena tehnologija vključuje tudi toplotne črpalke voda-voda. Ali bo projekt udejanjen, še ni znano, saj odločitev o tem še ni bila sprejeta.
Pilotska črpalka v kopališču Pristan
Slovenski prvaki pri izkoriščanju toplotnega potenciala voda so danes Mariborčani. Občinsko podjetje Energetika Maribor je leta 2023 priključilo visokotemperaturno toplotno črpalko Pristan, ki sistemu daljinskega ogrevanja zagotavlja približno desetino toplote. Naprava, umeščena v kopališče Pristan, ima nazivno moč dveh megavatov in izkorišča toplotno energijo reke Drave. Za to potrebno električno energijo zagotavljata sončna elektrarna na strehi kopališča in kogeneracijska naprava v kotlovnici.
S toplotno črpalko so v sistem daljinskega ogrevanja v Mariboru uvedli približno 10.000 megavatnih ur energije iz obnovljivih virov na leto. Izpuste ogljikovega dioksida so s tem zmanjšali za približno 1800 ton na leto, kar ustreza emisijam približno 1000 sodobnih in varčnih avtomobilov srednjega razreda na notranje izgorevanje.
»Naše izkušnje dokazujejo, da imajo velike rečne toplotne črpalke pomemben potencial za oskrbo mest s toploto,« pravi direktor Jože Hebar. »Takšni sistemi predstavljajo pomemben korak pri razogljičenju sistemov daljinskega ogrevanja, saj omogočajo izkoriščanje lokalnega obnovljivega vira toplotne energije in pretvorbo toplote na temperaturo, ki je primerna za obstoječe vročevodno omrežje.« Po njegovih besedah je prednost rečnih toplotnih črpalk predvsem v tem, da lahko iz reke odvzemamo potrebne količine nizkotemperaturne toplote, pri čemer je vpliv na temperaturo reke zaradi velikih pretokov praviloma zelo majhen.
Hebar želi poudariti, da se zajem rečne vode izvaja na območju Vrbanskega platoja, ki predstavlja pomemben vir pitne vode za Maribor. Zaradi lege na vodovarstvenem območju veljajo strožji pogoji glede možnih energetskih posegov in izrabe drugih obnovljivih virov energije.
Vodno dovoljenje odplaknilo izkoriščanje podtalnice
Načrti Mariborčanov so še bolj ambiciozni, vendar so pri tem trčili ob zakonske omejitve vodovarstvenega območja. »V procesu načrtovanja smo proučevali tudi možnost dopolnitve sistema s plitvo geotermijo, ki bi omogočila večjo izrabo naprave tudi v obdobjih, ko temperature rečne vode padejo na nižje vrednosti. Takšna kombinacija različnih virov toplote bi omogočala učinkovitejše celoletno obratovanje sistema,« pravi Hebar. V vodo je iz istih razlogov padlo tudi zamišljeno izkoriščanje toplote iz podtalnice na Vrbanskem platoju, s katero bi geotermalno moč povečali za dodatnih 1,5 megavata.
Kakšna je strategija ministrstva za okolje, podnebje in energijo na področju geotermalnega izkoriščanja toplote rek, jezer in podzemnih voda?
»Ministrstvo takšne projekte načeloma podpira, saj lahko velike rečne ali jezerske toplotne črpalke pomembno prispevajo k opuščanju premoga in zemeljskega plina v sistemih daljinskega ogrevanja,« pravijo. »Obenem omogočajo uporabo lokalnega vira toplote in boljše povezovanje elektroenergetskega ter toplotnega sistema. Podpora je vezana na dokazano okoljsko sprejemljivost, tehnično izvedljivost in ekonomsko upravičenost posameznega projekta. Ti morajo biti umeščeni tako, da ne poslabšujejo količinskega, kemijskega ali ekološkega stanja voda.« Po njihovih besedah je treba pozornost nameniti varstvu virov pitne vode, saj so številni vodonosniki hkrati energetski vir in strateški vir za javno oskrbo.
Potencial te tehnologije je vsekakor ogromen: Nemčija ima več kot 500.000 kilometrov rek in potokov. Glede na študijo Tehniške univerze v Braunschweigu iz leta 2024 bi lahko iz njih teoretično pridobili do 900 teravatnih ur toplote na leto. To bi lahko oskrbelo do 270 milijonov gospodinjstev, kar je bistveno več od skupnega števila gospodinjstev v EU.
Namesto konkretne ocene splošen odgovor
Slovenija ima 4700 kilometrov vodotokov. Na pristojnem ministrstvu, ki ga vodi Jernej Vrtovec, Dnevniku niso podali približne ocene, kolikšen je potencial toplotnega izkoriščanja slovenskih voda. Odgovor je temu primerno bolj splošen: »Slovenija ima potencial tudi za večje visokotemperaturne toplotne črpalke, zlasti ob sistemih daljinskega ogrevanja in večjih industrijskih porabnikih. Najprimernejše so lokacije, kjer je v bližini dovolj stabilen vir nizkotemperaturne toplote, na primer reka, jezero, podzemna voda, očiščena komunalna odpadna voda ali odvečna industrijska toplota. Potencial ni odvisen samo od razpoložljivosti vode. Pomembni so tudi velikost in letni profil odjema toplote, zahtevana temperatura omrežja, razdalja med virom in porabniki, možnosti priključitve na elektroenergetsko omrežje ter stroški investicije in obratovanja.«
Poleg Drave in Šaleške doline bi utegnile biti primerne tudi lokacije ob Savi ali drugih večjih vodotokih, vendar velikost reke sama po sebi ne zadošča, ponovno poudarjajo na ministrstvu. »Za uspešen projekt morajo biti hkrati zagotovljeni velik in zgoščen odjem toplote, primerne temperature omrežja, dovolj močan elektroenergetski priključek in sprejemljiv vpliv na vodno okolje,« pojasnjujejo na ministrstvu.