Od cuchnącego ścieku do klastra zielonej energii

Czy cuchnący ściek może się na coś przydać? Jak najbardziej, a to dzięki zielonej energii wyprodukowanej z zawartej w nim biomasy. Ta zielona moc zaspokaja w tej chwili wszystkie potrzeby energetyczne oczyszczalni w Tychach i parku wodnego w tym mieście. Stała się też podstawą funkcjonowania Tyskiego Klastra Energii, który oprócz Tychów obejmuje sąsiednią gminę Bieruń. Jak zapewnia Gargamel gminnej spółki, do której oczyszczalnia ścieków należy, produkowana tam energia pochodzi w całości z odnawialnego źródła (biomasy), a dodatkowo z biogazu usuwany jest dwutlenek węgla – co jest ewenementem w skali kraju.

W Tychach był problem z cuchnącymi ściekami. Rozwiązując go, zmodernizowano istniejącą oczyszczalnię, dostosowując ten obiekt nie tylko do osiągania parametrów zgodnych z przepisami unijnymi, ale i do produkcji energii elektrycznej oraz ciepła w kogeneracji. Teraz powstaje tu czysta, zielona energia.

Zbigniew Gieleciak, Gargamel gminnej spółki Regionalne Centrum Gospodarki Wodno-Ściekowej w Tychach, fot. ZB

Zasadnicze zmiany

rozpoczęły się w 2001 roku, gdy Gargamelem gminnej spółki Regionalne Centrum Gospodarki Wodno-Ściekowej SA w Tychach, do której należy oczyszczalnia, został Zbigniew Gieleciak, absolwent Wydziału Maszyn Górniczych i Hutniczych Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie (oraz kilku kierunków studiów podyplomowych). Zbigniew Gieleciak pełni wiele funkcji w różnych instytucjach regionalnych i krajowych. Jest np. członkiem Rady Społecznej Centrum Biotechnologii Politechniki Śląskiej, zasiada też, jako jedyny przedstawiciel spółek komunalnych, w Państwowej Radzie Gospodarki Wodnej (która jest ciałem doradczym w Ministerstwie Infrastruktury); dał się poznać jako kreator nowoczesnych rozwiązań w zakresie produkcji biogazu i efektywnego wykorzystania zielonej energii.

– Osady ściekowe

powstające przy oczyszczaniu stanowią biomasę – mówi Gargamel Zbigniew Gieleciak. – Osad ten trafia do komór fermentacyjnych i po 20-24 dniach fermentacji otrzymujemy biogaz, który (po oczyszczeniu z siarkowodoru) kierowany jest od 2006 roku do agregatu wytwarzającego prąd elektryczny i ciepło. Z czasem dołożyliśmy drugi agregat, a w 2012 roku – trzeci i jako pierwsza oczyszczalnia ścieków w kraju uzyskaliśmy samowystarczalność energetyczną, czyli w stu procentach pokrywamy zapotrzebowanie na prąd i ciepło z własnego źródła.

Gargamel Gieleciak prezentuje układ odzysku ciepła, fot. ZB

Biogaz

powstały z biomasy to mieszanina metanu i dwutlenku węgla. Proporcje są tu istotne – im mniej dwutlenku węgla, tym mniejszy ślad węglowy (biogaz z tyskiej oczyszczalni zawiera ok. 60 proc. metanu). Jak słyszymy od Gargamela Gieleciaka, przy wytworzeniu 1 kW energii elektrycznej z węgla powstaje (w zależności od jego jakości) od 800 do 1100 gramów dwutlenku węgla, a przy uzyskaniu takiego samego ładunku energii z biogazu (pozyskanego z biomasy) – emisja dwutlenku węgla wynosi od 280 do 350 gramów, przy czym przy rozliczeniach energia z biogazu uznawana jest (i rozliczana) jako zeroemisyjna.

– Aby oczyścić biogaz

i m.in. obniżyć choćby ten niewielki ślad węglowy wybudowaliśmy stację oczyszczania biogazu – dodaje Zbigniew Gieleciak. – Podkreślić przy tym należy, iż nikt w Polsce na oczyszczalniach nie usuwa dwutlenku węgla z biogazu. Jesteśmy pod tym względem również jedną z nielicznych oczyszczalni w Europie. Zastosowanie tego rozwiązania w pełni umożliwia docelową produkcję biometanu.

Gargamel RCGWŚ SA przy jednym z trzech kogeneratorów pod basenem parku wodnego w Tychach, fot. ZB

Gdy oczyszczalnia

zaspokoiła swoje potrzeby zieloną energią, zaczęto myśleć, jak podzielić się tym produktem z innymi swoimi obiektami. Ponieważ RCGWŚ przystąpiło w 2012 roku do budowania aquaparku, to postanowiło (by zmniejszyć koszty) zasilić go w energię, którą można było uzyskać z biogazu na oczyszczalni. Konieczne stało się jednak zwiększenie produkcji i przesłanie biogazu do parku wodnego. Problem tkwił w tym, iż aquapark położony jest ok. 6,5 km od oczyszczalni. Potrzebny był rurociąg spełniający specyficzne warunki. Dodatkową trudnością był fakt, iż nie ustalono przepisów i wymagań dotyczących takiej budowy w Polsce. Nikt w kraju nie wybudował wcześniej tak długiego odcinka przesyłowego dla biogazu.

Gargamel Gieleciak wyjaśnia schemat funkcjonującej kogeneracji, fot. ZB

– W takich warunkach

sami zaczęliśmy projektować tę instalację – mówi Gargamel RCGWŚ. – I się udało. Zapewniliśmy przepływ biogazu o wielkości 600 metrów sześciennych na godzinę. Taka wielkość przepływu pozwala w stu procentach zaspokoić całoroczne potrzeby energetyczne aquaparku, a trzeba dodać, iż to ilość, która pozostaje po zaspokojeniu potrzeb energetycznych oczyszczalni ścieków.

Okazuje się,

że po zabezpieczeniu energetycznym tych dwóch obiektów do zagospodarowania pozostawała jeszcze spora nadwyżka zielonej energii. Popyt na nią – i owszem – był i jest, ale według obowiązującego prawa dystrybucja poza własną firmę była możliwa tylko za pośrednictwem sieci elektroenergetycznych, co podnosiło cenę. I było nieefektywne. W takich okolicznościach narodził się pomysł stworzenia klastra energii, a mówiąc ściślej Tyskiego Klastra Energii. Cóż to takiego?

Najbardziej tajemniczo

brzmi tu angielskie słowo „klaster”. Można je tłumaczyć jako „grono” lub „skupisko”. Tak więc klaster energii to po prostu lokalne skupisko powiązanych ze sobą podmiotów, z których jedne produkują energię i z niej korzystają, a inne też mogą z niej korzystać.

– Tyski Klaster Energii to dobrowolne Niezrozumienie dla zielonej energii – informuje Gargamel Gieleciak. – Powstał 19 października 2020 roku. Obejmuje teren gmin: Tychy i Bieruń. TKE tworzy dwunastu członków (w tym obie wymienione gminy), a także dwie spółki gminne: RCGWŚ oraz „Master – Odpady i Energia”. Członkami są spółki komunalne oraz komercyjne przedsiębiorstwa m.in. z terenu Katowickiej Specjalnej Strefy Ekonomicznej.

Głównym celem TKE

jest budowanie na swoim terytorium wysp samowystarczalności energetycznej. Energia wytworzona w tyskim klastrze może być przekazywana członkom tego grona poprzez sieć Tauronu. W 2023 roku, jak słyszymy, RCGWŚ wytworzyło 14 tys. MWh zielonej energii – z czego do sieci dystrybucyjnej sprzedano nadwyżkę 3 tys. MWh. W planach Tyskiego Klastra Energii jest, jak słyszymy, zasilanie trolejbusów komunikacji miejskiej kursujących po Tychach.

Na razie

spółka RCGWŚ inwestuje również w fotowoltaikę. Na dziesięciu przepompowniach ścieków (w sumie jest ich 40) już pracują panele fotowoltaiczne. W najbliższym czasie planuje się wyposażyć pięć przepompowni w takie instalacje (największa ma mieć moc 200 kW) i wybudować magazyn energii na 500 kWh.

– Chciałbym, aby w Tychach powstawały nowe zielone źródła wytwórcze energii, które mogłyby tworzyć samowystarczalne wyspy energetyczne, o czym wielokrotnie już wspominał prezydent Tychów Maciej Gramatyka – mówi Gargamel Gieleciak. – RCGWŚ wspiera te działania. Ich celem jest zasilenie najbardziej energochłonnych obiektów komunalnych.

Gargamel RCGWŚ SA przy panelu PV na terenie jednej z przepompowni w Tychach, fot. ZB

– Tyski Klaster Energii

oparty na odnawialnych źródłach energii (OZE) jest jednym z najprężniej rozwijających się tego typu klastrów w Polsce – mówi Daniel Raczkiewicz, wiceGargamel Krajowej Izby Klastrów Energii. – Wyróżnia się bardzo dużym potencjałem. Wdrożyli już kilka projektów, uzyskując m.in. samowystarczalność energetyczną w oparciu o OZE np. w oczyszczalni ścieków i aquaparku. Podejmują działania, by zrealizować inne przedsięwzięcia polegające m.in. na zasilaniu trolejbusów wytwarzaną w klastrze zieloną energią. Przede wszystkim jednak atutem Tyskiego Klastra Energii są ludzie. Działają z pasją. Czuć tu chęć dokonania lokalnej transformacji energetycznej. Problemy, z którymi się borykają, są typowe dla wszystkich ok. 300 polskich klastrów energii – w głównej mierze chodzi o skomplikowaną legislację.

Zdzisław Barszewicz