Ciepłownictwo w Polsce - rozwój ciepłownictwa w Warszawie - Energetyka-polska

Kiedy Warszawa powstawała z powojennych gruzów, należało wziąć pod uwagę wiele technicznych spraw związanych z jej odbudową. Myśli Biura Odbudowy Stolicy, które powołane zostało do życia w 1945 roku przez Krajową Radę Narodową, zaprzątało nie tylko odtworzenie samych budynków czy ulic, ale także kwestie niezbędnych instalacji. Zastanawiano się między innymi, jak w przyszłości powinien wyglądać system ogrzewania mieszkania.

Biuro rozważało montaż odrębnych instalacji c.o. dla każdego budynku i połączenie takich mniejszych systemów ciepłowniczych siecią centralną w przyszłości. W 1947 roku podjęto decyzję, by wykorzystywać ciepło produkowane w elektrowniach i Centralny Zarząd Energetyki skierował Witolda Szumana do analizy rozwiązań scentralizowanych systemów ciepłowniczych za granicą. Zaczęto planować instalację ogrzewania komunalnego, która obejmowałaby całe miasto. Była to jednak ogromna koncepcja, a warunków do jej wdrożenia w życie brakowało. Przez wiele lat więc pomysły te pozostawały jedynie pomysłami.

Ciepłownictwo w Warszawie po 1945 roku

W pierwszych latach odbudowy Warszawy ze zniszczeń wojennych decyzje dotyczące kolejności i typów inwestycji należało podejmować przede wszystkim w oparciu o kwestie praktyczne. Trzeba było również działać możliwie szybko. Właśnie dlatego początkowo wdrażano w formie źródeł ciepła ogrzewanie piecowe. Po 1948 roku rozpoczęto nieco odważniejsze inwestycje, jak budowa ciepłowni dzielnicowych. Według planów powstać miało sześć elektrociepłowni nad Wisłą i kolejne dziesięć jako ciepłownie rejonowe. Finalnie jednak wybudowano jedynie kilka ciepłowni osiedlowych o mocach 10-15 MW. W końcu w ogóle zrezygnowano z tej koncepcji i postawiono na rozwój lokalnych kotłowni. Do 1964 roku powstało ich aż 950.

Dalszy rozwój ciepłownictwa w Polsce i Warszawie. Systemy ciepłownicze a pozyskiwanie energii elektrycznej

26 kwietnia 1952 roku to data, którą ciepłownictwo w Polsce może wspominać jako przełomową. Właśnie wtedy Prezydium Rządu przyjęło uchwałę dotyczącą uciepłowienia Warszawy w oparciu o skojarzoną gospodarkę energetyczną. Inwestycję rozpoczęto od instalacji sieci centralnego ogrzewania w dzielnicach śródmiejskich z jednoczesnym przystosowaniem Elektrowni Powiśle do produkcji ciepła. Równocześnie powstał Zakład Sieci Cieplnej Warszawa w Budowie (ZSC), który miał zarządzać inwestycjami, realizacją, a w końcu i eksploatacją sieci ciepłowniczych zasilanych przez elektrociepłownię. Te ambitne plany udało się zrealizować po części dzięki budowie Pałacu Kultury i Nauki (PKiN). Jego ogrzanie bowiem wymagało zastosowania bardziej nowoczesnej technologii; takiej, która nie oszpeciłaby konstrukcji kopcącym kominem.

Już w październiku 1953 roku uruchomiono pierwszy odcinek sieci cieplnej ulicami: Drewnianą, Bartoszewicza, Nowy Świat, Świętokrzyską i Emilii Plater z odgałęzieniem do Pałacu Kultury i Nauki. W 1954 dołączył do tego kolejny 3,5-kilometrowy odcinek sieci. Powołano też do życia zakład Miejskie Ciepłownie w m.st. Warszawie. Do 1957 roku długość sieci rozrosła się o 62 kilometry. Wśród całej tej inwestycji przełomowa dla warszawskiego ciepłownictwa była z pewnością magistrala żerańska, którą poprowadzono wzdłuż ul. Jagiellońskiej i którą dostarczono ciepło do nowo wybudowanych osiedli Praga I i II.

Rozwój długości sieci nie zwalniał. W 1960 wynosił już 140 kilometrów. W tym samym roku Stołeczne Przedsiębiorstwo Gospodarki Cieplnej połączono z Przedsiębiorstwem Warszawskich Inwestycji Cieplnych i powołano Stołeczne Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej (SPEC). Do eksploatacji oddano tunel dnem Wisły, który pozwolił na dołączenie do dotychczasowych sieci ciepłowniczych północno-zachodnią część miasta – Żoliborz, Bielany, Młocin, Wolę. Pięć lat później, 1965 roku, połączono trzy warszawskie elektrociepłownie, na skutek czego Powiśle, Żerań i Siekierki zaczęły pracę we wspólnej sieci.

Jak wyglądały praktyczne efekty tych działań, jeżeli chodzi o przełożenie na ogrzewanie mieszkań? W 1950 roku sieci ciepłownicze docierały jedynie do 18,5% lokali, w 1960 już do 44,8%, w 1978 zaś aż do 84,4%. Oczywiście obok dużych elektrociepłowni wciąż działały też kotłownie osiedlowe i lokalne, jednak z czasem ich udział w działalności ciepłowniczej malał. Pod koniec 1979 roku pozostało ich już zaledwie 390.

Deficyt mocy cieplnej w Warszawie

W 1967 roku inwestycja zaczęła napotykać problemy w formie deficytu mocy cieplnej. Systemy ciepłownicze rozwijały się niezwykle dynamicznie, ale same elektrociepłownie nie nadążały za zapotrzebowaniem. Pod koniec lat 70. wskazywano już braki na poziomie 20%. Sytuację komplikował brak płynności w dostarczaniu paliwa – efekt kryzysu gospodarki centralnie sterowanej. W pewnym momencie kaloryfery w tysiącach warszawskich mieszkań pozostawały chłodne.

Odpowiedzią na powyższe problemy było dążenie SPEC do unowocześnienia infrastruktury, co miałoby doprowadzić do poprawy efektywności energetycznej i dostaw ciepła oraz zmniejszenia liczby awarii. I tak w 1966 roku pojawiły się regulacje wewnętrznych systemów ciepłowniczych c.o. i węzłów cieplnych przez kryzowanie. W 1969 roku na Woli uruchomiono przepompownię, która miała polepszyć lokalne warunki sieci energetycznej i ciepłowniczej. Z kolei w 1971 w przepompowni „Batory” po raz pierwszy wdrożono pompy z regulowaną prędkością obrotów i nowoczesne zawory termoregulacyjne.

Modernizacji zaczęły też wymagać skorodowane części instalacji z lat wcześniejszych, kiedy to jeszcze stosowano technologie bezkanałowe. Zmienione fragmenty od 1975 roku zastępowano wymiennikami płytowymi ze stali nierdzewnej. Z czasem wdrożono chemiczne płukanie instalacji wewnętrznych centralnego ogrzewania, dzięki czemu w sposób dużo mniej inwazyjny i szybszy przywracano całości drożność. Stopniowo zaczęły też pojawiać się kolejne nowinki:

w 1977 roku zaczęto stosować w budowie sieci technologię naziemną i napowietrzną,
w 1980 roku lokalizowano nieszczelności instalacyjne poprzez barwienie wody sieciowej; w tym samym czasie wdrożono też metody termowizyjne,
od 1986 roku instalowano rury o pogrubione ściance, by zmniejszyć awaryjności instalacji (w tamtym okresie systemy ciepłownicze odnotowywały około 4 awarie na 1 kilometr sieci rocznie!),
do 1990 roku aż 300 kilometrów rur zastąpiono nowymi.

Mało wydajne technologie, brak zaawansowanych urządzeń, zepchnięcie kwestii oszczędności energii cieplnej na boczny tor, niewłaściwe metody i materiały izolacyjne używane w budownictwie (aż 30% ciepła tracono tylko ze względu na brak dociepleń) – to tylko garść problemów, z jakimi należało się zmierzyć po pożegnaniu gospodarki socjalistycznej. Praktycznie cały system ciepłowniczy wymagał reformy. W ostatnich dekadach ciepłownictwo w Polsce musiało przejść szereg modernizacji i przekształceń – zarówno w kwestiach podejmowanych działań, jak i sprawach organizacyjnych oraz własnościowych.

Historia warszawskich elektrociepłowni

By zapewnić ciepło mieszkańcom stolicy, rząd musiał poczynić odpowiednie inwestycje. Od lat 50. zaczęły powstawać kolejne elektrociepłownie i ciepłownie. Z czasem poddawano je również modernizacjom. Większość z nich służy Warszawiakom do dziś.

Elektrociepłownia Powiśle

Elektrownia Powiśle była pierwszym źródłem ciepła systemowego dla Warszawy. Ciepło zaczęła dostarczać dzięki przystosowaniu do tego celu jedno turbozespołu o mocy 46 Gcal/h. Stopniowo zwiększano jej wydajność poprzez kolejne modernizacje. W 1953 roku moc cieplna obiektu wynosiła już 230 Gcal/h, a w 1957 wzbogacono elektrociepłownie o dodatkową przeciwprężną turbinę ciepłowniczą o mocy 103 Gcal/h.

W drugiej połowie lat 70. zdemontowano większość turbozespołów kondensacyjnych. Pozostawiono jedynie dwa dostosowane do pracy ciepłowniczej. Kolejne inwestycje w okolicach Elektrowni Powiśle znacząco wpłynęły na jej efektywność. Budowa Wisłostrady w 1974 odcięła dostępność dla obiektu torów kolejowych i od tej pory węgiel do niego trzeba było dowozić samochodami. Oznaczało to transport na poziomie 40 ciężarówek po 25 ton węgla każdego dnia. W końcu, z powodu nieopłacalności finansowej, ale też dużej emisji zanieczyszczeń, zaczęto ograniczać pracę Elektrociepłowni Powiśle. W ostatnim okresie eksploatacji w zakładzie działały trzy turbozespoły, w tym dwie turbiny ciepłownicze. Wykorzystywano je zresztą wyłącznie w sezonie grzewczym i tylko dla zaspokojenia potrzeb Śródmieścia.

Pod koniec lat 90. Elektrociepłownia Powiśle została zlikwidowana. Na jej miejscu postawiono przepompownię wody sieciowej z Elektrociepłowni Siekierki. W 2001 roku zaczęła działać magistrala „Nadbrzeżna”, dzięki której centralne części Warszawy zaczęły otrzymywać ciepło z Elektrociepłowni Siekierki.

Elektrociepłownia Żerań

W 1954 roku zakończono budowę Elektrociepłowni Żerań, nad którą pracę rozpoczęto w 1949 roku. Według planów obiekt miał ostatecznie osiągnąć moc na poziomie 150 MW. Uruchomiony w listopadzie turbozespół o mocy 25 MW był więc dopiero pierwszym krokiem w kierunku finalnej wydajności. Początkowo Elektrociepłownia Żerań koncentrowała się tylko na efektywności energetycznej, dopiero w 1955 roku stała się jednym z warszawskich źródeł ciepła.

Już w trakcie budowania obiektu dokonano zmian w zakresie planowanego działania systemu ogrzewania w Warszawie, stawiając na rozwój instalacji scentralizowanej. Z tego powodu od razu rozpoczęto prace nad rozbudową zakładu. W 1962 roku Elektrociepłownia Żerań mogła się już pochwalić siedmioma kotłami parowymi i dziewięcioma turbozespołami. W 1968 i 1970 roku w obiekcie pojawił się jeszcze jeden kocioł parowy oraz turbozespół z turbiną przeciwprężną. Zaczęto także wdrażanie kotłów wodnych, których do 1975 było już w zakładzie cztery. Dzięki podobnym modernizacjom Elektrociepłownia Żerań wykazywała moc cieplną na poziomie 1477 MW i 250 mocy elektrycznej.

Elektrownię Żerań zasilano oczywiście węglem kamiennym, ale obok niego używano również gazu. Do 1973 roku stanowił on około 30% ilości energii chemicznej doprowadzanej do kotłów. Państwowa Inspekcja Gospodarki Paliwowo-Energetycznej zabroniła jednak stosowania gazu. Co ciekawe, nie od razu rozmontowano całą instalację gazową. Miało to ogromny wpływ na komfort mieszkańców stolicy podczas tzw. Zimy Stulecia. By zapewnić Warszawiakom ciepło, okresowo przywrócono spalanie gazu w kotłach. Inne elektrociepłownie w mieście (Siekierki i Powiśle) w tamtym okresie w ogóle nie działały ze względu na brak paliwa.

Elektrociepłownia Żerań została poddana w lat 80. i 90. licznym modernizacjom:

przekonstruowano układy przepływowe turbin, dzięki czemu zwiększono osiągalną moc elektryczną do 290 MWe,
kotły wodne wyposażono w komory paleniskowe z ekranami szczelnymi,
zainwestowani w stację przygotowania wody uzupełniającej dla sieci cieplnej, którą oparto na technologii odwróconej osmozy,
wdrożono system sterowania i automatycznej regulacji,
wymieniono trzy kotły parowe na dwa fluidalne.

Elektrociepłownia Siekierki

Elektrociepłownia Siekierki to największy w Polsce i drugi co do wielkości w Europie zakład produkujący ciepło. Prace projektowe nad nią zaczęły się jeszcze w 1949 roku. Warszawskie Biuro Projektów Energetycznych brało pod uwagę jeszcze dwie inne jej lokalizacje, ale ostatecznie w 1956 roku premier Józef Cyrankiewicz zatwierdził jej budowę w Augustówce. Budowa elektrociepłowni rozpoczęła się dwa lata później, a wykonaniem zarządzał Energoprojekt Warszawski pod kierunkiem Jerzego Garalda.

Elektrociepłownia Siekierki tworzona była nie tylko jako największa, ale też jako bardziej zaawansowana warszawska elektrociepłownia. Zastosowano lekkie konstrukcje, ściany wewnętrzne i dach kotłowni wsparto na konstrukcjach kotłów, a tylne ściany kotłów były jednocześnie częścią zewnętrzną budynku głównego. Same kotły ustawiono tak, by zmniejszyć kubaturę maszynowni. Pierwszy turbozespół kondensacyjny, a więc wytwarzający tylko energię elektryczną o mocy 50 MW oddano do użytku pod koniec 1961 roku. W 1962 roku za sprawą czterech kotłów parowych, turbozespołu kondensacyjnego z turbiną i pięciu turbozespołów kondensacyjnych przystosowanych do pracy ciepłowniczej osiągała już moc elektryczną na poziomie 200 MW i cieplną 522 MW.

Tak, jak w przypadku pozostałych warszawskich elektrociepłowni, tak i tutaj bardzo szybko rozpoczęła się rozbudowa zakładu. W latach 1967-1984 zainstalowano cztery kotły wodne opalane węglem kamiennym, cztery kotły wodne opalane olejem i cztery bloki ciepłownicze kocioł-turbozespół. Właśnie dzięki tym inwestycjom ciepłownictwo w Polsce mogło zacząć się chwalić posiadaniem jednego z największych kompleksów energetycznych.

Rozwój Elektrociepłowni Siekierki na tym się nie zakończył. W kolejnych latach poczyniono inwestycje takie, jak:

w 1984 modernizacja urządzeń,
w 1987 uruchomienie dodatkowego ujęcia wody z Wisły,
w 1993 przystosowanie turbiny kondensacyjnej numer 1 do pracy ciepłowniczej,
w 1998 zmiana układów regulacji bloków ciepłowniczych i wprowadzenie komputerowego systemu nadzoru,
w 2002 przebudowanie części niskoprężnej turbiny; modernizacja kotła numer 2; dobudowanie instalacji odsiarczania.

Ciepłownia Wola

Powstanie Ciepłowni Wola było związane z koniecznością zasilenia nowych osiedli w zachodniej części Warszawy, głównie Ursusa i Jelonek, a także znajdujących się tam zakładów przemysłowych. Obiekt został uruchomiony w 1974 roku i początkowo opierał się na kotłach wodno-rurkowych jednociągowych, opalanych olejem opałowym ciężkim (mazutem). Każdy z takich kotłów generował moc na poziomie 116 MW. Do 1980 roku uruchomiono pięć takich kotłów, co pozwoliło na generowanie mocy na poziomie 570 MW. Poza dużymi kotłami w Ciepłowni Wola zainstalowano także pięć mniejszych kotłów parowych do podgrzewania mazutu.

W 2003 roku jeden z dużych kotłów (numer 5) został zdemontowany na skutek złego stanu technicznego oraz brak zapotrzebowania na ciepło ze strony miasta. Aktualnie Ciepłownia Wola działa wyłącznie w sezonie grzewczym i to tylko wtedy, gdy temperatura na zewnątrz wyjątkowo spada. Co więcej, zasila wyłącznie dwie magistrale ciepłownicze – w kierunku Śródmieścia i Jelonek. Linia prowadząca do Ursusa od lat nie podlega eksploatacji.

Ciepłownia Kawęczyn

Ciepłownia Kawęczyn to trzecia, jeżeli chodzi o wielkość dostarczanej ilości ciepła, ciepłownia Warszawy. Jej działanie zainaugurowano w 1983 roku. Początkowo posiadała cztery kotły wodne. Z czasem planowano wdrożyć w niej kotły parowe oraz turbozespoły ciepłownicze, ale docieplenie budynków w Warszawie w latach 90. sprawiło, że zapotrzebowanie na energię cieplną wyraźnie spadło. Nie tylko nie trzeba było rozbudowywać zakładu, ale też w 2002 roku zdecydowano się wyłączyć jeden z jego kotłów. Ciekawostką na temat Ciepłowni Kawęczyn jest to, że jej komin ma wysokość 300 metrów, co sprawia, iż obiekt ten jest wyższy niż Pałac Kultury i Nauki. Co więcej, w przewodach kominowych Ciepłowni Kawęczyn od 1988 znajduje się stały monitoring spalin, a instalacja drenażowa komina stanowi źródło wody technologicznej dla tego obiektu.

Ciepłownia Kawęczyn posiadała samodzielne laboratorium chemiczne, stacja prób urządzeń elektrycznych, warsztaty (mechaniczny i elektryczny) oraz magazyn. Celem badania tych komórek była optymalizacja ekonomiki pracy urządzeń wytwórczych oraz testowanie nowych rozwiązań technologicznych. Efektem pracy laboratorium była np. stacja odsiarczania spalin metodą radiacyjną.

Systemy ciepłownicze w Warszawie dzisiaj

Ciepłownictwo w Polsce, chociaż musiało stanąć przed licznymi wyzwaniami, ostatecznie osiągnęło zadowalający poziom. Warszawski sektor ciepłowniczy jest nie tylko jednym z największych w Europie, ale też może pochwalić się jedną z najdłuższych historii. Długość sieci rurociągów wynosi ponad 1700 kilometrów (w tym 300 kilometrów to magistrale, 700 kilometrów sieci rozdzielcze oraz przyłącza). Całość zajmuje obszar aż 190 kilometrów kwadratowych i doprowadza ciepło do ponad 19 tysięcy obiektów o łącznej kubaturze ponad 230 milionów metrów sześciennych. Systemy ciepłownicze w Warszawie pokrywają ponad 80% zapotrzebowania miasta. Aktualnie w tym celu użytkuje się: