Decarb Cities 2020 vo Viedni
Decarb Cities 2020 vo Viedni
24-25. februára 2020
Mestá sú kľúčové. 75 % emisií sa tvorí v mestách. Dekarbonizácia miest, ako hlavných producentov emisií CO2 predovšetkým však vykurovania a chladenia do roku 2050 bolo ústrednou témou konferencie vo Viedni. Na vybrané témy ohľadom dekarbonizácie miest boli vytvorené sekcie, v ktorých diskutovali poprední odborníci z mesta Viedeň za účasti zástupcov ministerstiev, vedúci projektov z realizačných firiem i z výskumu, väčšinou mladí ľudia. Účastníci boli z rôznych európskych miest a dvaja z nich boli z energetického manažmentu mesta Bratislavy.
Návšteva Wien Energie v Simmeringu
Prvý deň bola možnosť navštíviť mestský podnik, výrobcu energií tepelnej, elektrickej pre potreby mesta Viedeň. Z prezentácie vyplynulo, že podnik pokrýva CZT 40 percent Viedne. Zbytok Viedne je riešený najmä lokálnymi plynovými kotlami. Plyn by mal byť postupne viac zelený. CZT nie je chránené, z CZT sa môžu odberatelia odpojiť, no podľa informácií takýto záujem nie je bežný. Wien Energie neustále investuje do zvyšovania podielu OZE. Majú kotle na biomasu, tepelné čerpadlá, kogeneráciu tepla a elektriny.
Podľa Wien Energie teplo pre tepelné čerpadlá odoberajú z vody z Dunaja po teplotu 6°C. Ďalším zdrojom je chladiaca voda z kogenerácie s teplotou až do 29°C. Teplota výstupnej vody z tepelného čerpadla je 95°C. Späť sa vracia voda o teplote 60°C (pozri Správy 6/2018).
Doplnkovým zdrojom tepla je spaľovanie biomasy a plynu. Vodu výrazne nepodchladzujú. Ochladenie je však naopak vítané, pretože nad (proti prúdu) je umiestnená spaľovňa odpadov, ktorá ohriatu vodu vypúšťa do Dunaja. U nás hovoríme o teplotnej degradácii vody a tým sa tiež zdôvodňuje spoplatnenie jej energetického využitia.
Wien Energie, Simmering
Hala s kotlom na biomasu a s tepelnými čerpadlami
Pohľad do haly vzadu s kotlami na biomasu, vpredu s tepelnými čerpadlami s inštalovaným výkonom 27-39 MW tepelného výkonu. Pri teplote vstupujúcej vody 6-27°C a výstupnej 95°C dosahujú SPF=3. Ročne vyrobia 151 GWh tepla pri spotrebe 53 GWh elektrickej energie
Výparník 12 m dlhý, 1,8 m vysoký, NiFeCU, s výkonom 18-27 MW, vyprodukuje cca 150 GWh tepla o teplote 90 °C, za 5500h hodín prevádzky s COP=3 s dodávkou do CZT. Umiestnenie mega tepelného čerpadla v budove projektovanej BIM metódou.
Tepelné čerpadlo Unitop od fy Friotherm (CH)
Cena dvoch tepelných čerpadiel po 12 ton s chladivom R1234ze vrátane inštalácie bola približne 15 mil. Euro. Na kW výkonu pripadá viac ako kg hmotnosti. Podobné tepelné čerpadlá sú už inštalované vo viacerých európskych mestách. Otvorený, regulovaný turbokompresor Uniturbo má rotor s lopatkami, dvomi stupňami kompresie s vysokým stupňom kompresie poháňaný elektrinou vyrobenou v kogenerácii s plynovým motorom.
Dekarbonizačné programy Viedne
a vybraných európskych miest
Podujatie sa konalo pod záštitou odborníkov na energetiku a ŽP mesta Viedeň s účasťou zástupcov ministerstva ŽP, odborníkov podniku Wien Energy a výskumného ústavu AIT Viedeň. Podujatie chcelo poukázať na progres, ktoré mesto Viedeň v dekarbonizácii dosiahlo a čo ešte plánuje. Za Európsku komisiu vystúpila Eva Hoos z DG Ener. Prednáškami sa zúčastnili zástupcovia miest Delft, Helsiniek, Lyonu, Bratislavy, ..
Zaujímavé vystúpenie bolo vystúpenie z Holandska, ktoré postupne zastavuje ťažbu plynu do roku 2030 z dôvodov ohrození zemetrasením a rieši prechod na alternatívne vykurovanie najmä využívaním tepelných čerpadiel s výrobou elektriny najmä vo veterných elektrárňach. V okolí Delft ťažia aj geotermálnu energiu, ktorú prepravujú až do Rotterdamu. Zvýšiť chcú využívanie tzv zeleného plynu. Spaľovanie fosílnych palív chcú ukončiť do roku 2035. Uhlíkovú neutralitu by chceli dosiahnuť do roku 2040.
Nie pre turistiku
Lokality miest vyhradené na závody na energie
Zástupcovia miest sa zhodli na tom, že zdroje biomasy by mali byť lokálne, teda dovoz biomasy len z krátkych vzdialeností. Bioplyn by mal byť vyrábaný tiež lokálne a využívané by malo byť teplo z kanalizačných vôd. Dôležité je tiež teplo zo spaľovanie odpadov. Vzniká teda priemysel energií, ktorý sa sústreďuje na okraji miest.
Prvý diskusný blok blok viedla Claire Roumet riaditeľka pre energetiku miest, Bernd Vogl energetik mesta Viedeň, Katri Kuusinen energetik mesta Helsinky, Lukas Hammer, ŽP Viedeň, Bruno Charles, energetik mesta Lyon. Účastníci hovorili o celkovej koncepcii dekarbonizácie miest
Fínsko príkladom energetickej stratégie
Vo Fínsku majú CZT i pomerne silne rozvinuté využitie biomasy i tepelných čerpadiel. Napriek tomu je prekvapujúci stále vysoký podiel uhlia v CZT v Helsinkách a nafty vo vykurovaní rodinných domov. Používanie uhlia chcú skončiť do roku 2029 a do roku 2035 chcú dosiahnuť uhlíkovú neutralitu, čo sa javí reálne pri tak veľkom zalesnenom území. Vo vnútrozemí už prevláda biomasa. Nemajú plynofikáciu a krajina je rozľahlá. Dovoz biomasy musí byť často riešený z väčších vzdialeností.
Diskusia o dekarbonizácii sa zmenila
Z počiatočnej otázky prečo to robiť, na ako to urobiť
Európa je historicky najväčším producentom emisií na obyvateľa vo svete vzhľadom na priemyselnú revolúciu, ktorá prebehla na jej území za posledných 200 rokov. Aj keď retrospektívne to nikto nerieši, je správne, že Európa sa snaží byť na čele dekarbonizácie miest, priemyslu, ... Krajiny EÚ prijímajú, vzhľadom na rôzne východzie podmienky a rôzne možnosti rozličné riešenia. Sú krajiny, ktoré chcú ciele EÚ splniť skôr. Napríklad v Rakúsku uhlíkovú neutralitu chcú dosiahnuť už v roku 2040.
Sme neutrálni, ak naše emisie presúvame do Číny?
Aj takáto otázka padla, ale platí, ak sa podarí uhlíkovú neutralitu dosiahnuť v EÚ, bude to cesta aj pre ostatný svet. Niektorí sa vracali s úvahami o spotrebe lokálne dostupných energií v minulosti, ktoré boli nahradené dovážanými energiami. V snahe vrátiť sa k lokálnym sieťam viacero komunít v Holandsku, Belgicku vytvára miestne rozvody vody, do ktorých sa dá energiami prispieť a tiež energie čerpať. Najznámejšou takouto sieťou je Ectogrid v Malmo vo Švédsku.
Druhý blok viedla Judith Nyer, ŽP Viedeň, Bob D´Haeseeer, Eeklo (B), Michaela Deutsch Energie Wien, Els Struiving, Paddenpoel (NL) Účastníci hovorili o koncepcii energetických sietí menších miest so zameraním na miestne získavanie a spotrebovanie energií
Publikácie k dekarbonizácii miest
Bolo prezentovaných viacero publikácií od tých, ktorí majú európske projekty. Napríklad Heat4Cool projekt s renováciami budov v Bulharsku, Španielsku, Maďarsku, Poľsku, so znížením spotreby energií o 30 % s návratnosťou do 10 rokov. PT
Diskusné stoly ku dekarbonizácii miest
k vybraným témam súvisiacimi s dekarbonizáciou miest
Vzhľadom na profesionálne pestrú účasť v zastúpení mnohých európskych miest
Politicky, systémovo, i technicky sa diskutovalo za jednotlivými stolmi, za ktorými odznela krátka prednáška, ku ktorej sa diskutovalo. Aj keď nie vždy to bolo o tepelných čerpadlách diskutéri očakávajú, že zo súčasného 12 % podielu tepelných čerpadiel v CZT v rámci EÚ by v roku 2050 veľké TČ mali mať 25 % podiel. Rásť by mal tiež podiel geotermálnej energie a zo spaľovania odpadov. Naopak klesnúť by mal podiel nielen fosílnych palív, ale aj solárnej energie. Uplatnenie hybridných TČ je najmä pre existujúce budovy, tam, kde už plynofikácia existuje. Plynofikácia by sa nemala rozširovať bez zeleného plynu, ak chceme mať do roku 2050 uhlíkovo neutrálni. Predpokladá sa rozvoj skladovania tepla, na čo boli diskutované rôznedruhy zásobníkov a tiež materiálov, ktoré pri získavaní a odovzdávaní energie menia aj svoju fázu.
Diskusné stoly k vybraným témam súvisiacimi s dekarbonizáciou miest. Medzi hlavné témy patrili obnoviteľná energia z kanalizácií, tepelné čerpadlá v bytových domoch, tepelná ochrana, uplatnenie energetických tried budov podľa EPBD, energetické zónovanie miest, skladovanie energií, energetické mapy a energetické plánovanie, ...
Z diskusií za okrúhlymi stolmi
S tepelnými čerpadlami súviseli témy použitia horľavých chladív, hlučnosti, veľkosti a tiež technického riešenia. S tepelnými čerpadlami súviseli tiež okrúhle stoly zaoberajúce sa renováciou budov s posunutím medzi budovy s takmer nulovou spotrebou a tie ž využitie tepelných čerpadiel na získavanie tepla z kanalizačných sietí a to dvomi spôsobmi:
- Budovaní kanalizácii so zabudovanými výmenníkmi,
- Oddelením tekutej časti a jej prečerpaním cez výmenník.
Diskutované boli tiež tepelné batérie Sunamp so zmenou fáze pri získavaní a odovzdávaní tepelnej energie.
Z lineárnej spotreby energie v mestách do uzavretých energetických cyklov
Umožňujú mestám prechádzať z lineárne rastúcej spotreby energie do uzavretých energetických cyklov. To si vyžaduje systémové myslenie, strategické plánovanie veľkých investícií. Viedeň tvorí energetické mapy a podľa nich stratégiu uplatnenia tepelných čerpadiel. Je dobrým príkladom pre veľké mestá, veľkých znečisťovateľov ovzdušia stojacích pred úlohou dekarbonizácie tzv inteligentných miest do roku 2050.
CZT vo Viedni
Je zabezpečované cez 1200 km potrubí pre 350 tisíc domácností a 6500 veľkých zákazníkov. Na vykurovanie plynom je napojených 400 tisíc domácností. Naplnenie vízie do roku 2050 vidia cez centralizované inteligentné ovládanie dodávateľských a odberateľských vzťahov pri výrobe a spotrebe energií. Vychádza sa z predpokladu, že v mestách je veľa energie, ktorá zatiaľ ostáva nevyužitá.
Vízia systému CZT do roku 2030 spočíva v centralizovanom inteligentnom ovládaní dodávateľských a odberateľských vzťahov. Do systému by mali byť zapojené tepelné čerpadlá, spaľovne odpadov, kogenerácia, teplo z kanalizačných sietí, veterné elektrárne, teplo z priemyslu, solárna a geotermálna energia, bioplyn, ... s využitím skladovania energie v teple i v elektrine
Zmeny v prístupe k energiám v mestách – trh s energiami
Vychádza sa z predpokladu, že v mestách je dosť energií produkovaných ľudskou činnosťou, ktoré je potrebné využiť na vykurovanie i chladenie. Trh s energiami medzi budovami s rôznymi potrebami tepla či chladu umožňuje napríklad systém Ectogrid.
Názov ectogrid™ pochádza z ectotermických zvierat. Ectogrid™ vie podobne ako ectotermické zvieratá posúvať teploty podľa okolitých teplôt. Ectogrid™ vie pracovať ako obrovský tepelný zásobník a je tak flexibilným energetickým systémom.
Ectogrid siete zľava so susedom, obytných štvrtiach, mestské, hybridné s plynom, i s chladením
Viac informácií nájdete v časopise Správy 03/2020