Sustainable District-Heating Transition in Poland: The Case of the City of Ustka

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a replicable OPEX-based screening framework for hybrid district heating systems, integrating real data and local constraints.

🏢実務担当者:Offers a practical approach for district heating operators to evaluate hybrid transition pathways under real market conditions.

🏛政策担当者:Highlights the importance of considering local resource constraints in energy transition planning, informing policy for sustainable heating.

ポーランドにおける地域暖房システムのエネルギー転換には、エネルギー効率、運転コスト、技術的実現可能性、および地域の環境制約を同時に考慮する必要がある。本研究は、自治体の地域暖房システムからの実運用時系列データと、時間分解された市場シグナルおよびサイト固有の資源制約を、単一のOPEXベースの運用スクリーニングフレームワークに組み合わせることにより、文献における特定されたギャップに対処するものである。ガス焚きコージェネレーション（CHP）ユニット、空気熱源および地中熱ヒートポンプ、熱エネルギー貯蔵、およびピーク負荷ボイラーを含むハイブリッド供給システムの構成ベースの比較を用いて、ウストカ市を対象としたケーススタディを実施する。最適化モデルは、GRG非線形アルゴリズム（Solver）を用いてMS Excelで実装され、2021年から2022年の地域暖房運用データと、ポーランド電力取引所の日前市場（TGE RDN）からの電力および天然ガス価格によって駆動され、時間単位および日単位の決済前提の両方で評価された。結果は、CHPユニットについて1.2 MWel/1.3 MWth、ヒートポンプシステムについて1.5 MWel/3.0 MWthの最適な容量配分を示し、必要なピークボイラー容量は8.23 MWthによって支えられている。採用されたOPEXベースの評価内では、単位熱生成指標の最低値は、地中熱と空気熱源ヒートポンプを組み合わせたCHP主導構成で得られた（38.45〜38.55 PLN/GJ）。本研究の特徴的な要素は、運用上有利な構成が、地域の資源制約を考慮した場合に実際に実現可能であるかどうかを明示的に検証することである。サイト評価は、ウストカの分析対象地点におけるボアホール熱交換器の実用的実現可能性が限られていることを示しており、最低のOPEX結果が最終的な投資推奨として解釈されるべきではないことを示している。本研究は、ポーランドの地域暖房事業者が、実際の市場条件下でハイブリッド転換経路をスクリーニングし、ディスパッチモデルでは有利であるが実際には制約される技術選択を回避するための再現可能なアプローチを提供する。持続可能性の観点から、提案されたフレームワークは、自治体の熱システムにおける、よりエネルギー効率が高く、回復力があり、地域的に実現可能な地域暖房転換計画を支援する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

The energy transition of district heating systems in Poland requires the simultaneous consideration of energy efficiency, operating costs, technical feasibility, and local environmental constraints. This study addresses an identified gap in the literature by combining real operational time series from a municipal district heating system with time-resolved market signals and site-specific resource constraints in a single OPEX-based operational screening framework. A case study is conducted for the city of Ustka using a configuration-based comparison of hybrid supply systems that include a gas-fired combined heat and power (CHP) unit, air-source and ground-source heat pumps, thermal energy storage, and a peak-load boiler. The optimisation model was implemented in MS Excel using the GRG Nonlinear algorithm (Solver) and was driven by the district heating operational data for 2021–2022 together with electricity and natural gas prices from the Polish Power Exchange day-ahead market (TGE RDN), evaluated under both hourly and daily settlement assumptions. The results indicate an optimal capacity split of 1.2 MWel/1.3 MWth for the CHP unit and 1.5 MWel/3.0 MWth for the heat pump system, supported by a required peak boiler capacity of 8.23 MWth. Within the adopted OPEX-based assessment, the lowest value of the unit heat generation indicator was obtained for the CHP-led configuration with combined ground-source and air-source heat pumps (38.45–38.55 PLN/GJ). A distinctive element of the study is the explicit verification of whether an operationally favourable configuration remains practically feasible when local resource constraints are considered. The site assessment indicates limited practical feasibility of the borehole heat exchanger at the analysed location in Ustka, showing that the lowest OPEX result should not be interpreted as a final investment recommendation. The study provides a replicable approach for the Polish district heating operators to screen hybrid transition pathways under real market conditions and to avoid technology choices that are favourable in dispatch models but constrained in practice. From a sustainability perspective, the proposed framework supports more energy-efficient, resilient, and locally feasible district heating transition planning in municipal heat systems.

• openalex https://doi.org/10.3390/su18104971first seen 2026-06-07 04:39:04 · last seen 2026-06-14 04:36:12