Andrzej Gołdasz

Transformacja energetyczna w ciepłownictwie

Polskie ciepłownictwo oparte jest w dużej mierze na paliwach kopalnych. Główny cel transformacji energetycznej to przede wszystkim dekarbonizacja poprzez zwiększenie udziału odnawialnych źródeł energii z wykorzystaniem pomp ciepła, biomasy oraz ciepła odpadowego. Szczegółowo opisuje to „Strategia transformacji ciepłownictwa do 2040 roku”, a na poziomie unijnym Dyrektywa 2023/1791 (EED) zaostrzająca kryteria dla efektywnych systemów ciepłowniczych i chłodniczych (EDHC), która zakłada, iż od 2050 r. systemy te będą musiały korzystać wyłącznie z energii odnawialnej lub ciepła odpadowego (Ciepło przyszłości – tanio, czysto, bezpiecznie).

Wdrażanie dyrektyw unijnych w polskich przedsiębiorstwach oraz rosnące koszty uprawnień do emisji dwutlenku węgla (ETS) tworzą silną presję ekonomiczną. Koszt dekarbonizacji sektora ciepłownictwa w Polsce szacowany jest na 299–466 mld zł do 2050 r., a całkowity koszt dekarbonizacji całej gospodarki do 2040 r. może sięgnąć około 1,6 bln zł (Transformacja sektora elektroenergetycznego w Polsce). Nadchodzące zmiany i duże inwestycje będą wymagały znacznych przekształceń w sektorze pracowniczym.

Kierunki zmian

Kluczowym elementem strategii polskiego ciepłownictwa jest przejście na odnawialne źródła energii (OZE) oraz wykorzystanie ciepła odpadowego. Wśród preferowanych technologii wymienia się: pompy ciepła, kolektory słoneczne, źródła geotermalne, biomasę oraz kotły elektrodowe zasilane energią elektryczną pochodzącą z OZE (Udział OZE w ciepłownictwie rośnie). Często przywoływana jest technologia Power to Heat oraz integracja sektorów elektroenergetyki i ciepłownictwa. Rozważa się również możliwości zdecentralizowania sieci ciepłowniczych i przejścia na układy rozproszone, w których główną rolę odgrywałyby systemy grzewcze zamieniające energię elektryczną w ciepło w miejscu jego użytkowania dzięki grzejników elektrycznych czy też kotłów elektrodowych (Transformacja ciepłownictwa 2030). Wykorzystanie grzejników elektrycznych obarczone jest dużo mniejszymi stratami związanymi z przesyłem ciepła i stanowi ciekawą alternatywę dla układów scentralizowanych.

Wprowadzenie wielu nowych technologii i źródeł ciepła do klasycznego systemu ciepłowniczego wpływa znacząco na jego złożoność. Specjalista z branży ciepłowniczej będzie więc musiał wiedzieć, jak różne nośniki energii wpływają na pracę sieci ciepłowniczej i jak w związku z tym można zarządzać magazynami energii elektrycznej i ciepła, tak aby stworzyć stabilny i efektywny system ciepłowniczy.

Transformacja energetyczna oznacza również wprowadzanie nowoczesnych narzędzi informatycznych i teletechnicznych do nadzoru, sterowania i monitorowania pracy systemu ciepłowniczego, co umożliwia precyzyjną analizę parametrów, szybkie lokalizowanie awarii oraz optymalizację zużycia energii. Standardem staje się wykorzystanie analizy danych, sztucznej inteligencji oraz inteligentnych liczników do prognozowania zapotrzebowani na ciepło oraz redukcji strat.

W przypadku dużych systemów ciepłowniczych dopuszcza się wykorzystanie gazu ziemnego jako paliwa przejściowego. Jego rola będzie jednak malała na rzecz biometanu i zielonego wodoru.

Ewolucja kwalifikacji zawodowych

Transformacja energetyczna wymusza zatem na pracownikach sektora ciepłowniczego ciągłe zdobywanie nowych umiejętności, a także tworzy zapotrzebowanie na zupełnie nowe specjalizacje.

Podstawowe dla pracowników branży ciepłowniczej uprawnienia SEP (Stowarzyszenie Elektryków Polskich) pozostają przez cały czas kluczowe, ale rozszerza się zakres ich zastosowania.

Przykładowo specjaliści z zakresu pomp ciepła będą musieli posiadać co najmniej podstawową wiedzę z zakresu elektryki i hydrauliki, co w przypadku kotłów gazowych w zasadzie nie było potrzebne. Dodatkowo będą musieli znać zasady działania, doboru parametrów, diagnostyki i serwisowania pomp ciepła oraz posiadać certyfikat F-Gaz. W przypadku wykorzystania wód geotermalnych mogą potrzebować geologicznych uprawnień branżowych. Stworzenie efektywnego systemu opartego na pompach ciepła będzie wymagało ich współdziałania z magazynami ciepła, systemami fotowoltaicznymi czy też kotłami elektrodowymi.

Równocześnie wzrasta znaczenie zawodów związanych z cyfryzacją i automatyzacją, w tym analityków danych oraz specjalistów z zakresu bezpieczeństwa. W obliczu rosnących zagrożeń kluczowa będzie również ochrona systemów automatyki przemysłowej, szyfrowanie danych oraz wykrywanie zagrożeń i reagowanie na incydenty.

Zacierają się również granice pomiędzy poszczególnymi zawodami. Tak więc instalator pomp ciepła będzie musiał posiadać wiedzę z hydrauliki i elektryczności, a analityk danych oprócz wiedzy z zakresu funkcjonowania systemów IT powinien znać podstawy termodynamiki.

Automatyzacja z jednej strony będzie prowadziła do zmniejszenia zapotrzebowania na pracowników w zawodach tradycyjnych, równocześnie generując nowe role zawodowe i specjalizacje. Wśród nich można wymienić doradców energetycznych, menadżerów projektów OZE, specjalistów ds. integracji systemów czy też ekspertów ds. paliw przyszłości.

Rekomendacje zmian

Przeprowadzenie skutecznej transformacji energetycznej w ciepłownictwie będzie wymagało skoordynowanych działań na wielu poziomach, poczynając od wsparcia pracowników po zmiany w systemie edukacji. W tym celu należy promować na każdym etapie kształcenia powstawanie interdyscyplinarnych kierunków łączących inżynierię elektryczną, mechaniczną, informatykę i zarządzanie energią. Istotne jest również rozwijanie praktycznych programów szkoleniowych w zakresie instalacji, obsługi i serwisowania nowoczesnych technologii OZE, systemów cyfrowych i rozwiązań z zakresu bezpieczeństwa. Zmiany w zakresie nowych technologii są na tyle dynamiczne, iż należy wspierać idee uczenia się przez całe życie, zapewniając równocześnie łatwą dostępność i elastyczność formy kształcenia.