Oto kilka świetnych przykładów na to, jak przy wykorzystaniu inteligentnych technologii zmniejszyć zużycie energii. Przykładem może być tutaj budowa supermarketów z zastosowaniem elastycznych rozwiązań.
Zacznijmy od podstaw, by je dobrze zrozumieć
1. Układy wykorzystujące silniki elektryczne zużywają 50% całej światowej energii elektrycznej. 80% silników elektrycznych nie jest wyposażonych w napędy o zmiennej prędkości, co oznacza, że niezależnie od potrzeb pracują z pełną prędkością. Dzięki zastosowaniu napędów o zmiennej prędkości i innych systemowych środków zwiększających efektywność możemy zmniejszyć zużycie energii przez silniki nawet o 40%, a globalne zużycie energii elektrycznej – nawet o 8% (IEA WEO 2016). Okres zwrotu z inwestycji: 2–4 lata.
2. Narzędzia do samodzielnej kontroli zużycia energii: dzięki optymalizacji sterowania systemami ogrzewania, chłodzenia i wentylacji możemy zmniejszyć zużycie energii średnio o 22% na budynek, przy 2-letnim okresie zwrotu z inwestycji (Ecofys). Kluczowymi obszarami są tutaj regulacja temperatury w pomieszczeniu i zachowanie równowagi: ponad 500 milionów grzejników nadal wyposażonych jest w zawory ręczne, co uniemożliwia mieszkańcom regulację temperatury w pomieszczeniu i zużycia energii. Montaż regulatorów (np. zaworów termostatycznych) w poszczególnych pomieszczeniach może przynieść oszczędności rzędu 10–15 mld euro rocznie.
Przyjęcie podejścia systemowego
3. Energooszczędny obieg wody: urządzenia wodno-kanalizacyjne odpowiadają za 30–50% zużycia energii elektrycznej w miastach oraz 4% jej zużycia globalnego. Jednak połączenie środków zapewniających efektywność energetyczną i odzyskiwania energii może zapewnić neutralność energetyczną całemu sektorowi wodnemu. W duńskim mieście Aarhus lokalną oczyszczalnię ścieków przekształcono w producenta energii odnawialnej (biogazu) (IEA WEO 2016). Okres zwrotu z inwestycji: 5 lat.
4. W skali globalnej centra danych już teraz zużywają więcej energii elektrycznej niż Wielka Brytania i emitują taką samą ilość dwutlenku węgla co cała branża lotnicza. Energia elektryczna stanowi zazwyczaj największy pojedynczy element kosztów operacyjnych centrów danych, wahający się od 25 do 60%. W centrum danych firmy Facebook w Szwecji udało nam się obniżyć koszty energii o prawie 50%.
Odzyskiwanie energii
5. Odzyskiwanie ciepła z systemów chłodniczych: Wdrożenie rozwiązań z zakresu odzyskiwania energii pozwoliło małemu supermarketowi w Sønderborg w Danii na osiągnięcie rocznych oszczędności rzędu 30 000 euro oraz zmniejszenie emisji CO2 o 34%. W Niemczech, gdzie około 1,4% zużycia energii elektrycznej przypada na chłodzenie supermarketów, podobne rozwiązania mogłyby przynieść ostateczne oszczędności energii w wysokości 2,6 mln ton ekwiwalentu ropy naftowej rocznie oraz oszczędności kosztów energii w wysokości 1,8 mld euro. Okres zwrotu z inwestycji: 1,5 roku.
6. Ciepłownictwo a ciepło odpadowe: ciepłownictwo jest jedynym sposobem wykorzystania niskoenergetycznego ciepła odpadowego o niskiej jakości lub źródeł chłodzenia swobodnego do użytku końcowego w budynkach (UNEP). Możliwe jest wykorzystanie np. nadwyżek ciepła z centrów przetwarzania danych, procesów przemysłowych, a nawet ścieków. Odzyskanie całego europejskiego ciepła odpadowego pokryłoby zapotrzebowanie na ciepło wszystkich naszych budynków.
Sprzężenie sektorów
7. Elastyczność dzięki supermarketom: Niewykorzystana wydajność operacyjna sprężarek stosowanych w systemach chłodniczych supermarketów może pełnić funkcję pompy ciepła, wytwarzając je z energii elektrycznej podczas szczytowego obciążenia wiatrem, w przypadku podłączenia do sieci energetycznej miasta. Dzięki takim rozwiązaniom supermarkety na terenie UE mogłyby dostarczać 150 TWh ciepła. Układy chłodnicze mogą być również wykorzystywane do zarządzania zapotrzebowaniem na energię. Uzyskując 26,5 MW, 500 supermarketów może przyczynić się do zapewniania elastyczności w perspektywie krótkoterminowej.
8. Ciepłownictwo i systemy chłodzenia mogą zrównoważyć zmienność w zakresie odnawialnej energii elektrycznej: W okresach nadpodaży nadmiar energii elektrycznej, np. z wiatru, może być wykorzystany do wytwarzania ciepła za pomocą dużych pomp ciepła, a nawet magazynowany w lokalnej sieci energetycznej. Magazynowanie ciepła jest 100 razy tańsze niż magazynowanie energii elektrycznej!
Cyfryzacja
9. Wykorzystaj potencjał cyfrowych, zintegrowanych rozwiązań: inteligentne zarządzanie ogrzewaniem, chłodzeniem i wentylacją może podwoić wydajność tych technologii. Przypadające na pojedynczy budynek zużycie energii można zmniejszyć średnio o 38%. Nowe technologie cyfrowe pozwalają na ciągłe monitorowanie i dostosowywanie zużycia energii, informowanie konsumentów o wykorzystaniu przez nich energii, optymalizowanie samokonsumpcji energii odnawialnej oraz wsparcie w zakresie integracji budynków z systemami zasilania, ogrzewania i chłodzenia. Okres zwrotu z inwestycji: 3–5 lat
10. Innowacje w zależności żywność-energia-woda: Dzięki digitalizacji możemy śledzić produkty w całym łańcuchu chłodniczym. Pozwala ona uzyskać lepszą jakość żywności, zmniejsza jej straty, a w ostatecznym rozrachunku przyczynia się do oszczędności energii i wody wykorzystywanych w produkcji żywności, które w przeciwnym razie zostałaby zmarnowane.
Nasze miasta stanowią główną siłę napędową światowej produkcji, ale są również ogromnymi konsumentami odpowiadającymi za 60–80% zużycia energii i 75% emisji dwutlenku węgla. Jeżeli chcemy osiągnąć cele porozumienia paryskiego i utrzymać globalne ocieplenie poniżej 2 stopni Celsjusza, musimy skupić się na miastach.
Zapoznaj się z naszą stroną tematyczną poświęconą efektywności energetycznej miast i dowiedz się, dlaczego stanowi ona najskuteczniejszy sposób na przekucie stojących przed miastami wyzwań w możliwości.
Efektywność energetyczna miast
