audytoria.pl

Polskie ciepłownictwo będzie stopniowo przechodzić na zieloną energię. Długoletni i wymagający dużych nakładów proces transformacji jest konieczny, bo ma się przyczynić do znaczącej redukcji emisji CO₂, zapewniając przy tym poprawę jakości powietrza i umożliwiając dostarczanie mieszkańcom ekologicznego ciepła po rozsądnej cenie. PGE Energia Ciepła prowadzi w tym zakresie 12 inwestycji, a w planach jest kolejnych 15, które mają na celu większe wykorzystanie odnawialnych źródeł i nowoczesnych, niskoemisyjnych technologii.

– Jesteśmy największym w Polsce producentem ciepła dla gospodarstw domowych, więc spoczywa na nas duża odpowiedzialność – mówi agencji Newseria Biznes Wojciech Dąbrowski, prezes zarządu PGE Polskiej Grupy Energetycznej.

Spółka podkreśla, że jest liderem w zielonej transformacji ciepłownictwa i dąży do wytwarzania energii i ciepła w jak największym stopniu z czystych źródeł.

– Segment ciepłownictwa w PGE bardzo szybko się rozwija i zmienia w kierunku niskoemisyjności. Dywersyfikujemy źródła wytwarzania i inwestujemy w OZE, żeby zapewnić jak najwięcej energii z czystych źródeł, a jednocześnie bezpieczeństwo i komfort odbiorcom ciepła. Już teraz w naszych zasobach pracują kotły elektrodowe czy biomasowe, pozyskujemy ciepło z odpadów i planujemy budowę farm fotowoltaicznych w naszych ciepłowniach – mówi Wojciech Dąbrowski.

Jako paliwo alternatywne dla węgla i gazu ziemnego PGE EC wykorzystuje obecnie przede wszystkim biomasę, która jest jedynym paliwem w elektrociepłowni Szczecin i częścią miksu paliwowego w elektrociepłowni w Kielcach. Spółka przetwarza też odpady komunalne w Instalacji Termicznego Przetwarzania z Odzyskiem Energii w Rzeszowie, gdzie buduje II linię technologiczną. Po zakończeniu tej inwestycji będzie w stanie przetwarzać do 180 tys. t odpadów rocznie, a odzyskiwanie energii elektrycznej i cieplnej z odpadów poprawi efektywność lokalnego systemu gospodarowania nimi.

W Toruniu spółka wykorzystuje z kolei potencjał energii geotermalnej, a w elektrociepłowni w Gdańsku wprowadziła zasilane energią elektryczną kotły elektrodowe o mocy 130 MW, które znacząco wpływają na zmniejszenie zużycia węgla i emisji CO₂. Był to pierwszy taki projekt w Polsce. Między grudniem 2022 roku a marcem 2023 roku kotły elektrodowe, pracując na potrzeby bilansowania krajowego systemu elektroenergetycznego, wyprodukowały prawie 7000 GJ „zielonego ciepła”.

– Już dziś możemy zapewnić, że od 2024 roku przestaniemy produkować ciepło z węgla w oddziałach PGE Energia Ciepła w Lublinie, Rzeszowie, Zgierzu i Gorzowie Wielkopolskim. Uruchomimy też budowaną od podstaw Elektrociepłownię Czechnica, która będzie pracować na rzecz mieszkańców Wrocławia – zapowiada prezes zarządu PGE.

Nowoczesna jednostka będzie zasilana niskoemisyjnym gazem, a jej uruchomienie umożliwi zastąpienie w 2024 roku działającej w Siechnicach koło Wrocławia elektrociepłowni węglowej. To projekt o kluczowym znaczeniu dla całej aglomeracji wrocławskiej.

PGE EC rozwija również projekty związane z wykorzystaniem kolektorów słonecznych. Jej pierwszą inwestycją w fotowoltaikę będzie projekt w elektrociepłowni w Rzeszowie, który docelowo zakłada budowę farm fotowoltaicznych. Energia w nich produkowana będzie wykorzystana do zaspokojenia potrzeb własnych obiektów i urządzeń wytwórczych. Dzięki temu zmniejszy się zapotrzebowanie na energię elektryczną dostarczaną ze źródeł kogeneracyjnych i zwiększy się efektywność produkcji, co przyniesie też wymierne korzyści dla środowiska.

– Ogółem w fazie realizacji i planów PGE Energia Ciepła jest w tej chwili około 30 inwestycji, które w ciągu najbliższych lat trwale zmienią oblicze polskiego ciepłownictwa – podkreśla Wojciech Dąbrowski.

Należąca do grupy spółka PGE Energia Ciepła posiada sieci ciepłownicze o długości 700 km i ma swoje elektrociepłownie w 15 miastach w Polsce, w tym m.in. Krakowie, Wrocławiu, Gdańsku i Rzeszowie. W sumie zapewnia dostawy ciepła dla ponad 2 mln odbiorców, a w ubiegłym roku wyprodukowała 50 610 TJ ciepła dla gospodarstw domowych, najwięcej ze wszystkich podmiotów działających w branży ciepłowniczej. Jest również największym w Polsce producentem energii elektrycznej i ciepła wytwarzanych w procesie wysokosprawnej kogeneracji, z ok. 25-proc. udziałem w tym rynku.

Centra danych stają się coraz bardziej efektywne energetycznie. Na redukcję ich śladu węglowego składa się szereg czynników, takich jak wykorzystanie zielonej energii czy wydajne chłodzenie serwerów, ale i takich, które pojawiają się już na etapie budowy, w tym odpowiedni dobór cementu. To dlatego korzystanie z usług data center może być dla firm bardziej zrównoważonym rozwiązaniem niż utrzymywanie własnej infrastruktury. Tym bardziej że jest to także bardziej efektywne kosztowo.

– Mając w biurowcu własną serwerownię, korzystamy z prądu, który jest negocjowany przez administratora budynku, i efektywność prądowa jest bardzo niska – podkreśla w wywiadzie dla agencji Newseria Innowacje Adam Ponichtera, dyrektor generalny Data4 Poland. – My możemy na wiele sposobów zmniejszyć ślad węglowy w data center. Przede wszystkim możemy podpisać umowę z producentem zielonej energii, ze źródeł odnawialnych. To spowoduje zdecydowany spadek śladu węglowego z uwagi na to, że produkcja energii stoi na węglu. Drugą rzeczą jest free cooling, który powoduje, że chłodzimy zamkniętą wodę z glikolem w cyrkulacji data center poprzez powietrze. Jesteśmy w strefie klimatycznej, która powoduje, że jest to jeszcze w miarę łatwe w porównaniu do innych krajów jak Hiszpania czy Włochy.

Z danych Międzynarodowej Agencji Energetycznej, na które powołuje się działająca w sektorze Big Data firma NowVertical, wynika, że centra danych odpowiadają za około 2 proc. wszystkich globalnych emisji dwutlenku węgla. Za połowę tej ilości odpowiadają po równo Stany Zjednoczone i Azja.

– Przede wszystkim ten ślad węglowy generuje energia, jej produkcja i zużywanie. Jest to blisko 50 proc. cyklu życia data center. Kolejne pozycje to budowa samego data center – mówi Adam Ponichtera.

Oszczędności – zarówno środowiskowe, jak i kosztowe – przynosi odpowiednie dostosowanie pojemności i usług data center do potrzeb klienta. Z badania przeprowadzonego na zlecenie Forbesa wynika, że dostawcy usług chmurowych wykorzystują zaledwie 20–40 proc. możliwości serwerów, którymi dysponują.

– Klienci widzą, że koszty rosną i to nie tylko prądu, ale też zakupu wyposażenia, aby utrzymać swoje centrum danych. Z kolei data center, które prowadzi operacje w danym kraju, może z punktu widzenia wielkości oraz zasobności negocjować te warunki na trochę innych zasadach niż klienci biznesowi, którzy mają jedną serwerownię. My zużywamy prądu zdecydowanie więcej niż serwerownia klienta, dlatego też mamy większe możliwości, aby negocjować koszty – mówi dyrektor generalny Data4 Poland.

Jak podkreśla, jest szereg wskaźników, które pozwalają porównać efektywność w data center i we własnej serwerowni.

– Jednym z nich jest PUE, czyli power usage effectiveness, pokazujący efektywność zużycia mocy podczas chłodzenia zasobów. Drugim jest water usage effectiveness, czyli zużycie wody do chłodzenia data center, a trzecim carbon usage effectiveness – to jest współczynnik, który pokazuje ilość węgla i drogi węglowej, która jest generowana przy budowie data center oraz własnej serwerowni. Zbierając to w jedno, możemy zobaczyć, czy korzystniejsze jest budowanie i inwestowanie we własne ośrodki, czy też skorzystanie z wiedzy i doświadczenia profesjonalnego data center – mówi Adam Ponichtera.

Spółka Data4 Poland buduje swój pierwszy polski kampus w Jawczycach pod Warszawą. Na kampus składają się cztery centra przetwarzania danych o docelowej mocy sięgającej 60 MW. Kampus będzie obsługiwać 220 dostawców i operatorów chmurowych, zarówno z Polski, jak i całego regionu Europy Środkowo-Wschodniej. Data4 jest obecna we Francji, Włoszech, Hiszpanii, Luksemburgu i Polsce. Posiada znaczne rezerwy gruntów i mocy, które wkrótce zostaną rozszerzone do poziomu 185 ha i 843 MW. Jak zapewnia spółka, sposób działania centrów danych jest organizowany zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju.

– Neutralność klimatyczna w data center to na pewno wyzwanie na najbliższe lata. W Europie istnieje pakt o neutralności klimatycznej, który zakłada, że do 2030 roku tę neutralność klimatyczną osiągnie 25 jego sygnatariuszy, w tym również Data4. Chcemy, abyśmy tę trudną drogę przechodzili nie tylko my, ale też i nasi partnerzy czy konkurenci, wiedząc o tym, że wykorzystanie danych i rozrost danych będzie szedł z nami przez cały czas – podkreśla dyrektor generalny Data4 Poland.

Według Research and Markets światowy rynek centrów danych w 2021 roku wypracował przychody na poziomie niemal 216 mld dol. Do 2027 roku wzrosną one do ponad 288 mld dol.

Ogniwa litowo-jonowe mogą być w urządzeniach mobilnych zastąpione znanym od nieco ponad dekady materiałem MXene. Naukowcy z Melbourne pracują nad technologią, która pomoże usuwać z takiej baterii warstwę rdzy tworzącą się w trakcie użytkowania telefonu. Dzięki temu jej żywotność może być nawet trzykrotnie dłuższa niż dzisiaj. Zdaniem naukowców to znacznie korzystniejszy ze względów środowiskowych i finansowych sposób niż recykling baterii. Liczą na to, że technologią zainteresują się producenci elektroniki i już za kilka lat idea zamieni się w produkt rynkowy.

MXene jest dwuwymiarowym materiałem o strukturze kryształu, odkrytym w 2011 roku. Składa się z metalu i materiału węglowego. Jego struktura może być zarówno jednowarstwowa, jak i wielowarstwowa, a do tego cechuje się właściwościami określanymi jako pośrednie między metalami a materiałami ceramicznymi. Początkowo materiał był badany zwłaszcza pod kątem zastosowań biobójczych, fotokatalitycznych i przeciwnowotworowych, ale możliwości jest znacznie więcej.

– Jest to bardzo mocny materiał, a także silnie przewodzący. Poza tym nadaje się do produkcji masowej. Wraz ze współpracownikami rozpatrywaliśmy ten materiał jako dobry zamiennik baterii litowo-jonowych. W ich przypadku problematyczne są kwestie związane z wydobyciem litu i jego bezpieczeństwem ze względu na jego reaktywność. MXene ma wiele zastosowań, a jednym z nich jest potencjalne zastąpienie baterii lub wykorzystanie go jako składnik baterii – wyjaśnia w wywiadzie dla agencji Newseria Innowacje dr Amgad Rezk, adiunkt w Instytucie Inżynierii Chemicznej Royal Melbourne Institute of Technology.

Samo zastosowanie nowego materiału do budowy baterii nie rozwiąże jednak problemów ich stosunkowo krótkiej żywotności.

– MXene można wytworzyć bardzo łatwo i to samo dotyczy jego produkcji na dużą skalę. Problemem z tym materiałem, podobnie jak z litem, jest ich nietrwałość. Działanie baterii opiera się na powtarzającym się ładowaniu i rozładowywaniu. Za każdym razem ten proces nie jest w stu procentach odwracalny. Materiał nie wraca do stanu pierwotnego, co prowadzi do nagromadzenia się warstwy rdzy czy tlenku, co zawsze było i jest problemem w przypadku baterii – mówi dr Amgad Rezk.

To właśnie ten proces korozji sprawia, że baterie użytkujemy średnio dwa–trzy lata. Nie ma bowiem skutecznej metody na usuwanie warstwy tlenku.

– Jeśli rower zacznie rdzewieć, można użyć płynu antykorozyjnego, aby usunąć rdzę chemicznie, albo wyczyścić ją mechanicznie. Na małą skalę zminiaturyzowanych urządzeń nie ma jednak takiej możliwości, ponieważ materiał jest zbyt cienki. Jeśli użyjemy chemikaliów do usunięcia rdzy, nic z niego  nie zostanie, a metoda mechaniczna nie sprawdzi się, ponieważ elementy są zbyt małe. W naszym laboratorium od ponad 15 lat pracujemy nad platformą bazującą na powierzchniowych falach akustycznych, czyli drganiach wysokiej częstotliwości mierzonych w megahercach – bardzo szybkich, ale niesłyszalnych – mówi adiunkt w Instytucie Inżynierii Chemicznej Royal Melbourne Institute of Technology.

W czasie badań okazało się, że poddanie utlenionych warstw MXene na zaledwie jedną minutę drganiom elektromechanicznym o częstotliwości 10 MHz prowadzi do znacznego usunięcia powierzchniowej warstwy tlenku, a materiał zachowuje przy tym swoją strukturę i właściwości. W praktyce taka technologia pozwoliłaby użytkować baterię nawet przez dziewięć lat.

– Odkryliśmy, że dzięki zastosowaniu fal dźwiękowych możemy wprawiać w drgania zawartość baterii, aby pozbyć się warstwy tlenku (rdzy), a wtedy będziemy mogli odzyskać właściwości elektryczne baterii, odmłodzić je, aby przywrócić je do stanu pierwotnego. Nie można tego robić w nieskończoność, ale trzykrotne wykorzystanie części elektrycznych zbudowanych z badanego przez nas materiału MXene baterii jest możliwe – informuje dr Amgad Rezk.

Publikacja na ten temat znalazła się w czasopiśmie „Nature Communications”.

To może być lepsze kosztowo i środowiskowo rozwiązanie niż recykling baterii. Jak podkreśla naukowiec z RMIT University, w Australii tylko 10 proc. baterii z tego typu urządzeń trafia do ponownego przetworzenia, czyli pozostałe 90 proc. stanowi zagrożenie dla środowiska. Do tego wyzwaniem jest także wysoki koszt recyklingu litu i innych materiałów składowych w bateriach.

– Jesteśmy nadal  na wczesnym etapie badawczym, na jego temat opublikowaliśmy artykuł w bardzo prestiżowym czasopiśmie „Nature Communications”. Dążymy do nawiązania współpracy z branżą i producentami w sektorze baterii lub innych obszarach związanych z nanomateriałami, ponieważ nasze rozwiązanie jest platformą, która nie występuje pod określoną marką. Nie spodziewamy się, że z dnia na dzień stanie się ona produktem, ale być może będzie to możliwe za dwa–trzy lata, jeśli uda się współpraca z sektorem – mówi dr Amgad Rezk.

Naukowcy liczą, że zainteresowanie ze strony branży się pojawi, ponieważ właściwości baterii są dziś jednym z kluczowych kryteriów wyboru smartfona – od nich bowiem zależy wydajność urządzenia. Pojawia się zresztą coraz więcej wymogów w tym zakresie. W tym roku ma wejść w życie unijne prawo bateryjne, które zakłada, że baterie w urządzeniach elektrycznych i elektronicznych mają pochodzić z recyklingu, być łatwo wymienialne oraz mieć paszport w formie kodu QR, po którego zeskanowaniu będzie można sprawdzić m.in. producenta i datę produkcji, skład chemiczny baterii czy jej szacowaną żywotność.