Korzyści z CHP w przemyśle produkcyjnym i ciężkim

Autor: enervigo.com / 17.04.2025

W obliczu rosnących cen energii i coraz bardziej rygorystycznych wymogów środowiskowych, przedsiębiorstwa przemysłowe poszukują rozwiązań pozwalających jednocześnie optymalizować koszty i redukować emisje CO2. Jednym z najbardziej efektywnych rozwiązań jest kogeneracja (CHP), która zyskuje na popularności w sektorze produkcyjnym i ciężkim przemyśle. Technologia ta umożliwia jednoczesne wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej, oferując szereg wymiernych korzyści zarówno ekonomicznych, jak i środowiskowych.

Czym jest kogeneracja (CHP) i jak działa w kontekście przemysłowym?

Kogeneracja, znana również jako CHP (Combined Heat and Power), to zintegrowany proces jednoczesnego wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej w ramach jednego systemu. W przeciwieństwie do konwencjonalnych rozwiązaniach, gdzie znaczna część energii jest tracona w postaci ciepła odpadowego, systemy CHP przechwytują to ciepło i wykorzystują je do celów produkcyjnych lub grzewczych, osiągając sprawność energetyczną na poziomie nawet 80-90%.

W kontekście przemysłowym, kogeneracja bazuje najczęściej na silnikach gazowych, turbinach gazowych lub parowych. Silniki gazowe są powszechnie stosowane w mniejszych i średnich instalacjach ze względu na ich elastyczność operacyjną i relatywnie niskie koszty inwestycyjne. Turbiny gazowe sprawdzają się lepiej w większych zakładach przemysłowych, gdzie istnieje stałe zapotrzebowanie na dużą ilość energii cieplnej i elektrycznej. W przemyśle ciężkim szczególnie popularne są układy parowe, które mogą być zintegrowane z istniejącymi procesami wykorzystującymi parę technologiczną.

Typowa instalacja CHP w środowisku przemysłowym składa się z jednostki wytwórczej (silnika, turbiny), generatora elektrycznego, systemu odzysku ciepła oraz systemu kontroli i zarządzania. Ciepło odzyskiwane z procesu może być przekształcane w parę wodną, gorącą wodę lub bezpośrednio wykorzystywane w procesach technologicznych, co znacząco zwiększa efektywność energetyczną całego zakładu.

Ekonomiczne korzyści z wdrożenia systemów CHP w przemyśle

Implementacja kogeneracji w środowisku przemysłowym przekłada się na wymierne oszczędności finansowe. Dzięki jednoczesnej produkcji energii elektrycznej i ciepła, przedsiębiorstwa mogą zredukować całkowite zużycie paliwa nawet o 30% w porównaniu z oddzielnym wytwarzaniem tych samych ilości energii. To bezpośrednio wpływa na obniżenie kosztów operacyjnych i zwiększa konkurencyjność firmy na rynku.

Okres zwrotu inwestycji w instalację CHP jest zależny od wielu czynników, takich jak profil energetyczny zakładu, ceny paliw i energii czy godziny pracy systemu. W typowych warunkach przemysłowych, gdzie występuje duże zapotrzebowanie na energię elektryczną i ciepło przez cały rok, ROI może wynosić od 3 do 6 lat. Co istotne, im wyższe ceny energii na rynku, tym krótszy staje się okres zwrotu inwestycji w kogenerację.

Przedsiębiorstwa wdrażające CHP zyskują również większą niezależność energetyczną i zabezpieczenie przed wahaniami cen energii na rynku. Produkując własną energię elektryczną, firmy redukują ryzyko związane z przerwami w dostawach oraz ograniczają koszty dystrybucji. Warto zaznaczyć, że nadwyżki wytworzonej energii elektrycznej, przy spełnieniu określonych warunków, mogą być sprzedawane do sieci, co stanowi dodatkowe źródło przychodów i poprawia bilans ekonomiczny inwestycji.

Wpływ kogeneracji na efektywność energetyczną zakładów produkcyjnych

Wdrożenie systemów CHP w zakładach produkcyjnych prowadzi do znaczącego zwiększenia całkowitej sprawności procesu energetycznego, a szczególnie istotną zaletą kogeneracji jest możliwość zagospodarowania ciepła odpadowego, które w tradycyjnych procesach jest tracone. W przemyśle produkcyjnym ciepło to może być wykorzystane do ogrzewania hal produkcyjnych, przygotowania ciepłej wody użytkowej, zasilania procesów technologicznych wymagających ciepła lub do generowania chłodu poprzez zastosowanie adsorpcyjnych lub absorpcyjnych agregatów chłodniczych (trigeneracja).

Implementacja CHP prowadzi również do redukcji strat przesyłowych, ponieważ energia jest wytwarzana w miejscu jej wykorzystania. Według szacunków, straty przesyłowe w tradycyjnych systemach dystrybucji energii elektrycznej mogą sięgać 7-10%, natomiast w przypadku przesyłu ciepła przez rurociągi na większe odległości – nawet do 15%. Eliminacja tych strat przekłada się na wyższą efektywność energetyczną całego zakładu i zmniejszenie śladu węglowego przedsiębiorstwa.

Korzyści środowiskowe z zastosowania CHP w przemyśle ciężkim

Kogeneracja odgrywa kluczową rolę w ograniczaniu wpływu przemysłu ciężkiego na środowisko naturalne. Dzięki zwiększonej efektywności wykorzystania paliw, systemy CHP przyczyniają się do znaczącej redukcji emisji CO2 – nawet o 30-40% w porównaniu z konwencjonalnymi metodami wytwarzania energii. Dodatkowo, nowoczesne jednostki kogeneracyjne wyposażone są w zaawansowane systemy oczyszczania spalin, co prowadzi do zmniejszenia emisji tlenków azotu (NOx), tlenków siarki (SOx) oraz pyłów.

Wdrożenie technologii kogeneracyjnych wpisuje się w politykę klimatyczną Unii Europejskiej, w tym w założenia Europejskiego Zielonego Ładu i cel osiągnięcia neutralności klimatycznej do 2050 roku. W Polsce, zgodnie z Prawem Energetycznym i Ustawą o promowaniu energii elektrycznej z wysokosprawnej kogeneracji, instalacje CHP mogą korzystać z systemów wsparcia, co dodatkowo zwiększa ich atrakcyjność dla przedsiębiorstw.

Dla firm z sektora przemysłu ciężkiego, które często muszą mierzyć się z wysokimi opłatami za emisję CO2 w ramach Europejskiego Systemu Handlu Emisjami (EU ETS), kogeneracja stanowi realną ścieżkę redukcji kosztów środowiskowych. Implementacja CHP pozwala także na poprawę wizerunku przedsiębiorstwa jako odpowiedzialnego ekologicznie, co może przekładać się na lepsze relacje z interesariuszami i społecznościami lokalnymi.

Jakie branże przemysłowe mogą najwięcej zyskać na wdrożeniu CHP?

Technologia kogeneracji przynosi największe korzyści w branżach charakteryzujących się dużym i równomiernym zapotrzebowaniem na energię elektryczną i ciepło. Przemysł metalurgiczny, z energochłonnymi procesami wytopu i obróbki metali, może wykorzystać ciepło z kogeneracji do podgrzewania wsadu, suszenia czy obróbki cieplnej. W hutach i odlewniach, gdzie zapotrzebowanie na energię jest stałe i wysokie, systemy CHP mogą znacząco zmniejszyć koszty produkcji.

Przemysł chemiczny to kolejny sektor, który może odnieść znaczące korzyści z wdrożenia kogeneracji. Procesy syntezy chemicznej często wymagają zarówno energii elektrycznej do napędu mieszadeł i pomp, jak i ciepła do podtrzymania reakcji. Podobnie przemysł papierniczy, gdzie energia cieplna jest niezbędna w procesach suszenia, a energia elektryczna zasila linie produkcyjne, może istotnie poprawić swoją efektywność energetyczną dzięki systemom CHP.

W przemyśle spożywczym, zwłaszcza w browarach, mleczarniach czy zakładach przetwórstwa mięsnego, kogeneracja może być wykorzystywana do zasilania linii produkcyjnych, systemów chłodniczych oraz procesów termicznych, takich jak pasteryzacja czy sterylizacja. Zakłady te charakteryzują się często stałym profilem zapotrzebowania na energię, co czyni je idealnymi kandydatami do implementacji systemów kogeneracyjnych. Dodatkowo, wykorzystanie  ciepła z kogeneracji do zasilenia agregatów absorpcyjnych pozwala na równoczesną  produkcję chłodu.

W kontekście przemysłowej transformacji energetycznej, Enervigo oferuje kompleksowe rozwiązania w zakresie projektowania, implementacji i optymalizacji systemów kogeneracyjnych i trigeneracyjnych dostosowanych do specyficznych potrzeb przedsiębiorstw z sektora produkcyjnego i przemysłu ciężkiego. Dzięki doświadczeniu i specjalistycznej wiedzy, pomagamy firmom nie tylko w osiągnięciu wymiernych korzyści ekonomicznych i środowiskowych, ale również w przygotowaniu się do wyzwań związanych z przyszłymi regulacjami klimatycznymi. 
Masz pytania lub chcesz wiedzieć czy kogeneracja jest technologią dla Twojego biznesu? Skontaktuj się z nami!