W ciągu ostatnich dekad Polska – podobnie jak reszta Europy – doświadcza konsekwencji globalnego ocieplenia. Zmiany klimatyczne wpływają nie tylko na środowisko naturalne, ale także w sposób fundamentalny przekształcają strukturę zapotrzebowania na energię, w szczególności w sektorze ciepłownictwa. 

Analiza trendów temperaturowych w Polsce od lat 60. XX wieku aż po prognozy do połowy XXI wieku wskazuje na istotny i systematyczny spadek zapotrzebowania na ciepło – niezależnie od polityki demograficznej, urbanistycznej czy modernizacyjnej. Ma to zarówno implikacje strategiczne, jak i ekonomiczne dla transformacji sektora ciepłowniczego.

Zmiana klimatu – dane i perspektywa historyczna

Z danych opublikowanych m.in. przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBR) oraz serwis Nauka o Klimacie wynika, że średnia roczna temperatura w Polsce w okresie 2011–2020 była o około 1,6°C wyższa niż w bazowym okresie referencyjnym 1961–1990. To pozornie niewielkie przesunięcie temperaturowe przyniosło bardzo konkretną konsekwencję: spadek zapotrzebowania na ciepło (wyrażonego jako stopniodni grzewcze, HDD – heating degree days) o 12%.

Prognozy wskazują, że dalszy wzrost średnich temperatur o kolejne 1,5–1,6°C do roku 2050 może spowodować kolejny 12-procentowy spadek zapotrzebowania na ciepło. W skali ogólnopolskiej, w kontekście istniejącej infrastruktury ciepłowniczej i planów dekarbonizacji, oznacza to konieczność dostosowania systemów do nowych warunków popytowych – i to niezależnie od działań z zakresu efektywności energetycznej, demografii czy wymiany źródeł ciepła.

Energetyczne skutki klimatycznego "oszczędzania" ciepła

Spadek zapotrzebowania na ciepło oznacza, że istniejące systemy ciepłownicze – szczególnie te systemowe, oparte na dużych źródłach i rozległych sieciach – będą funkcjonowały przy niższym obciążeniu przez coraz większą część roku. Oznacza to szereg wyzwań:

• Nadwyżka mocy - dzisiejsze systemy były projektowane pod warunki klimatyczne sprzed dekad. Ich moce produkcyjne mogą okazać się zbyt wysokie względem przyszłego zapotrzebowania, co generuje nieefektywności operacyjne i koszty stałe.
  
  
• Niższe przychody operatorów - mniej sprzedanego ciepła oznacza spadek przychodów w modelach taryfowych opartych na sprzedaży jednostkowej energii.
  
  
• Konieczność elastyczności - systemy będą musiały lepiej dostosować się do zmienności popytu, zwłaszcza w okresach przejściowych (jesień/wiosna), gdy sezon grzewczy będzie krótszy.
  
  

Jednocześnie, wbrew pozorom, spadające zapotrzebowanie na ciepło nie oznacza automatycznie zmniejszenia znaczenia ciepłownictwa. Wręcz przeciwnie – może ono odegrać istotną rolę w transformacji energetycznej i klimatycznej, pod warunkiem odpowiednich dostosowań.

Dekarbonizacja systemów ciepłowniczych – imperatyw technologiczny i klimatyczny

Jak podkreślono w „Koncepcji dekarbonizacji ciepłownictwa systemowego w Polsce” opracowanej przez NCBR, sektor ciepłownictwa pozostaje jednym z kluczowych obszarów transformacji energetycznej. Obecnie ok. 80% ciepła w Polsce pochodzi z paliw kopalnych – głównie węgla i gazu ziemnego.

Dekarbonizacja tego sektora będzie wymagać:

• Zastąpienia źródeł konwencjonalnych technologiami OZE, m.in. pompami ciepła dużej skali, geotermią, kolektorami słonecznymi, elektrodowymi kotłami na energię elektryczną ze źródeł odnawialnych.
  
  
• Integracji magazynów ciepła jako narzędzia do zarządzania zmiennością podaży i popytu.
  
  
• Dostosowania infrastruktury przesyłowej i obniżenia parametrów temperaturowych (tzw. niskotemperaturowe sieci ciepłownicze) – co będzie sprzyjać lepszej integracji z budynkami efektywnymi energetycznie.
  
  

Zmniejszone zapotrzebowanie na ciepło, wynikające ze zmian klimatycznych, stwarza również przestrzeń do redukcji emisji, ponieważ systemy ciepłownicze będą mogły obsłużyć mniejsze obciążenia w sposób bardziej zrównoważony, np. poprzez kogenerację z OZE czy wykorzystanie ciepła odpadowego.

Budynki, demografia i efektywność energetyczna to przyszłościowe katalizatory zmian

Trzeba podkreślić, że wyżej omawiany 12% spadek zapotrzebowania na ciepło do 2050 roku dotyczy wyłącznie wpływu zmian klimatycznych, bez uwzględnienia efektów:

• renowacji i termomodernizacji budynków,
• zmian demograficznych (spadku liczby ludności, migracji do miast, pustoszejących regionów wiejskich, spadku liczby osób w wieku produkcyjnym co spowoduje konieczność zamknięcia wielu zwłaszcza małych i średnich firm z powodu zarówno wzrostu kosztów pracowniczych oraz brakiem odpowiadających poszukiwanym kompetencjom pracowników),
• wymiany źródeł ciepła na bardziej efektywne (np. pompy ciepła, rekuperacja),
• wprowadzania inteligentnych systemów zarządzania energią
• ograniczenia strat przesyłowych 

W praktyce więc łączny spadek realnego zapotrzebowania na energię cieplną może przekroczyć 50% i zbliżyć się do 60% w perspektywie najbliższych dwóch i pół dekady - do roku 2050. Dla systemów ciepłowniczych oznacza to potrzebę przebudowy modelu biznesowego, zorientowanego nie tylko na sprzedaż energii, ale na świadczenie usług energetycznych – np. elastyczność, chłodzenie, bilansowanie sieci.

Nowy paradygmat ciepłownictwa w dobie zmian klimatycznych

Zmiany klimatyczne, choć w wielu aspektach stanowią zagrożenie, w kontekście sektora ciepłownictwa mogą być także impulsem modernizacyjnym. Systemy, które zdołają dostosować się do mniejszego i bardziej zróżnicowanego popytu, elastycznie integrować nowe źródła energii oraz świadczyć kompleksowe usługi energetyczne, mają szansę stać się filarem niskoemisyjnej transformacji miast i społeczności.

Jednocześnie jednak, ignorowanie wpływu zmian klimatu na profil zapotrzebowania może prowadzić do przeszacowania potrzeb inwestycyjnych, nadmiarowości mocy i dalszego utrzymywania nieefektywnych modeli taryfowych. Dlatego właśnie dane dotyczące historycznych i prognozowanych trendów temperaturowych – jak te z okresu 1961–2020 i do roku 2050 – powinny stać się integralnym elementem planowania strategicznego w polityce energetycznej i klimatycznej kraju.

Jednocześnie integracja sektorów elektroenergetycznego o ciepłowniczego umożliwiająca wykorzystanie nadwyżek produkcji elektroenergetycznej na rzecz ciepłownictwa, poprzez magazynowanie energii, czyli tzw. sector coupling, umożliwi także przyśpieszoną elektryfikację ciepłownictwa oraz pozwoli przedsiębiorstwom ciepłowniczym dostarczać moc do KSE. Według ekspertów z branży ciepłownictwo może dostarczyć do KSE 5-8 GW mocy.