NCBR już po raz dziewiąty organizuje przedsięwzięcie mające na celu opracowanie polskiej technologii niezbędnej do realizacji strategii Europejskiego Zielonego Ładu. W 2050 roku Unia Europejska ma osiągnąć zerowy po­ziom emisji gazów cieplarnianych netto. NCBR zaprosiło już zainteresowane podmioty do realizacji takich projektów, jak oczyszczalnia przyszłości, innowacyjna biogazownia, budownictwo efektywne energetycznie i procesowo, ciepłownia przyszłości, elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym, magazynowanie energii elektrycznej, wentylacja dla szkół i domów oraz technologie domowej retencji.

Tym razem w ramach przedsięwzięcia “Magazynowanie Ciepła i Chłodu” poszukuje wykonawców bezemisyjnych technologii, które pozwolą na efektywne dostarczanie do domów oraz biur ciepła i chłodu przy wykorzystaniu magazynowania ciepła i chłodu. Inicjatywa jest finansowana  z Funduszy Europejskich w ramach Programu Inteligentny Rozwój. Nabór wniosków prowadzony będzie do 26 lipca 2021 roku.

W przedsięwzięciu zostaną opracowane systemy do dwóch zastosowań: dla domu jednorodzinnego w dwóch wariantach, w zależności od wskaźników energetycznych, oraz dla biurowca. W zapewnieniu niezbędnej energii do magazynowania ma pomóc instalacja OZE.

– Uważamy, że w przyszłości budynki będą czerpać ciepło i chłód z prądu pochodzącego z odnawialnych źródeł energii, a do tego potrzebne są magazyny. Umożliwienie dzięki naszemu nowemu przedsięwzięciu okresowego przechowywania energii z OZE w postaci ciepła i chłodu pozwoli na rozwój takich technologii w sektorze budownictwa, a także w przemyśle zeroemisyjnym – mówi Wojciech Kamieniecki, dyrektor Narodowego Centrum Badań i Rozwoju

Eksperci NCBR zwracają uwagę, że rozwój energetyki opartej na OZE w dużej mierze zależy od efektywności akumulacji energii. Nadwyżki energii można przechowywać i użyć w okresie największego zapotrzebowania na ciepło lub chłód w okresie jej niedoboru, co wiąże się z drugą korzyścią – obniżeniem zapotrzebowania instalacji ogrzewania lub chłodzenia budynków na energię elektryczną. Magazyny sprawdzą się też do pozyskiwania energii wtedy, gdy jest ona tańsza (np. przetwarzanie energii na ciepło w taryfie nocnej), i wykorzystywania jej w czasie, gdy trzeba by było za nią więcej zapłacić.

W przedsięwzięciu NCBR zaplanowano opracowanie technologii magazynowania ciepła i chłodu dla domów oraz biur w cyklu sezonowym oraz krótkoterminowym, czyli dobowym lub tygodniowym. Wariant sezonowy ma pozwolić na akumulację ciepła w miesiącach letnich i jego dystrybucję w okresie zimowym lub magazynowanie chłodu, kiedy jest zimno, i korzystanie z niego latem. Takie rozwiązanie umożliwi znaczne ograniczenie energii zużywanej do całorocznej klimatyzacji lub ogrzewania pomieszczeń. Magazyn krótkoterminowy (dobowy, tygodniowy) ograniczy pobór prądu potrzebny do produkcji ciepła lub chłodu w okresie, kiedy zapotrzebowanie na prąd jest największe oraz zoptymalizuje jej dobowy popyt.

Wymagania NCBR

NCBR informuje, że w przedsięwzięciu Magazynowanie Ciepła i Chłodu zostaną przeprowadzone prace badawczo-rozwojowe w formule zamówienia przedkomercyjnego (PCP), które umożliwią opracowanie innowacyjnej technologii magazynów energii cieplnej i/lub chłodniczej, zintegrowanych z instalacjami ogrzewania i chłodzenia budynków, wykorzystującej energię z instalacji OZE.

Zasobniki ciepła lub chłodu mają się cechować m.in. wysoką sprawnością ładowania i oddawania ciepła i chłodu, minimalnymi stratami ciepła i chłodu, a także optymalną kubaturą dla ostatecznego zastosowania. Powinny być nieszkodliwe dla środowiska i oczywiście bezpieczne dla użytkowników.

Zaletą opracowywanej technologii będzie inteligentny system, samodzielnie wybierający najkorzystniejsze taryfy, przez co użytkownicy będą płacić niższe rachunki za prąd. W ramach projektu planowane jest opracowanie magazynu ciepła lub chłodu o największym potencjale rynkowym i korzystnym wpływie na środowisko, z możliwością recyklingu urządzenia w 100 proc. po 25 latach użytkowania. W sumie, na ponad 2-letnie prace, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju przeznaczy 8,2 mln zł z Funduszy Europejskich: 7,2 mln w etapie pierwszym, w którym swoje konkurencyjne koncepcje przedstawi i doprowadzi do etapu prototypu maksymalnie 6 wykonawców, oraz 1 mln zł w etapie drugim, w którym powstaną i zostaną przetestowane na konkretnych obiektach demonstratory nowych technologii.

Wzrasta zapotrzebowanie na ciepło i chłód

Struktura zużycia energii końcowej w Unii Europejskiej wskazuje na to, że aż 49 proc. tej energii przeznaczane jest na potrzeby grzewcze. Nic więc dziwnego, że nowoczesne technologie akumulacji ciepła i chłodu rozwijają się w Europie. Ponad 65 proc.  gospodarstw domowych w Polsce jest ogrzewanych poprzez spalanie węgla lub drewna, a prawie cały chłód wytwarzają agregaty chłodnicze zasilane energią elektryczną, która w polskich warunkach pochodzi głównie z elektrowni spalających paliwa kopalne. Wiąże się to z powiększaniem emisji szkodliwych czynników do atmosfery oraz emisjami gazów cieplarnianych.

Jednocześnie obserwujemy ciągły wzrost zapotrzebowania na ciepło i chłód, czego dowodem jest np. coraz większa liczba urządzeń klimatyzacyjnych w naszych domach i miejscach pracy. Eksperci zwracają uwagę, że wzmaga to obciążenie sieci elektroenergetycznej w krytycznych dla jej działania porach dnia, prowadząc do niekorzystnej sytuacji zarówno pod względem ekonomicznym, jak i środowiskowym. Rośnie ilość czynników chłodniczych, które często zawierają freony – gazy szczególnie groźne dla środowiska.