I denne opgave ligger vi nærmere på 4. generations fjernvarme og gennemgå de vigtigste principper bag disse bæredygtige systemer. Fjernvarme har givet pålidelig og omkostningseffektiv energi siden den ydmyge start i slutningen af 1800-tallet I dag er centraliseret produktion af varmt eller koldt vand en af nøglerne til at overvinde udfordringerne ved hurtig urbanisering og klimaændringer. Fjernvarme er dog stadig under udvikling, og omfattende forskning har banet vejen for den såkaldte 4. generations fjernvarme – et innovativt energiøkosystem med stort potentiale.

Men hvad adskiller denne nye generation fra den aktuelle? Den vigtigste egenskab ved 4. generations fjernvarmeanlæg er brugsvand med lav temperatur. I takt med at bygningerne bliver mere og mere energieffektive, vil det være muligt at reducere vandtemperaturen betydeligt – uden at gå på kompromis med forbrugerkomforten. I dag har brugsvand typisk en temperatur på 90 °C, men for at bidrage til at reducere varmetab kan temperaturen reduceres til bare 50 °C i 4. generations systemer.

Det samme gælder for fjernkøling – men her hæves temperaturen fra omkring 6 °C til en fremløbstemperatur på hele 12 °C. Denne nye tilgang til vandtemperaturer har nogle åbenlyse fordele: - Først og fremmest kræves der mindre energi for at opvarme eller køle vandet, hvilket reducerer omkostninger og CO2-emissioner. - For det andet går der mindre energi tabt i distributionsnettet gennem rørene som termiske tab. - Og for det tredje lider rørsystemet langt mindre termisk stress, hvilket forhindrer lækager og øger systemets levetid.

Der er dog en anden vigtig fordel: Vandforsyning med lav temperatur ved fjernvarme gør det muligt for fjernvarmeanlægget at øge andelen af vedvarende energikilder og omfatter kilder med lav temperatur såsom geotermisk energi. Det øger også virkningsgraden af solpaneler, vindenergi og overskudsvarme fra industrielle processer. På denne måde kan anlæggene udnytte en blanding af lokalt tilgængelige kilder for at støtte en bæredygtig produktion. 4. generations fjernvarmeanlæg vil også kunne lagre overskudsvarme over længere perioder. Sæsonopbevaring i store, kraftigt isolerede underjordiske gruber gør det muligt for anlæg at høste f.eks. solenergi om sommeren og bruge den til at opvarme boliger om vinteren.

Denne udnyttelse af energi, som ellers går til spilde, er et vigtigt aspekt af forbedret bæredygtighed inden for sektoren. Et andet interessant perspektiv ved 4. generations fjernvarme er begrebet prosumers. En prosumer er en energiforbruger, som også bidrager til produktionen af energi ved f.eks. at forbruge energi fra et net og derefter levere energien tilbage til det samme net. En måde at skabe prosumers på er at installere solpaneler på bygninger eller udnytte overskudsvarmen fra mindre forbrugere. Integrationen af prosumers vil øge den samlede produktion af grøn energi uden at øge CO2-fodaftrykket og reducere forbrugerens energiomkostninger. Mens alle disse perspektiver giver gode muligheder for at reducere vores globale energiforbrug, er der nogle udfordringer, som skal overvindes.

Når du f.eks. reducerer forsyningsvandets temperatur, får du en lavere delta-T. På grund af den lavere delta-T risikerer du, at forbrugerne i yderkanten af netværket ikke opnår det mindste differenstryk, medmindre anlæggene øger trykket på forsyningssiden. Denne udfordring kan dog overvindes ved at anvende principperne bag dynamisk fjernvarme: I stedet for at satse på én kraftig forsyningspumpe på anlægget anvendes der ved dynamisk fjernvarme en række pumper på vejen ud til forbrugeren. På den måde kan pumperne køre ved meget lavere hastighed, hvilket sparer energi. Ved at forsyne mindre dele af nettet ved hjælp af pumper med variabel hastighed er anlægget også i stand til at tilpasse sig de faktiske krav i stedet for at køre med fuld hastighed. Kørsel ved fuld hastighed kan medføre nedsat tryk i nettet, hvilket øger risikoen for lækager. Lad os opsummere, hvad vi har lært om 4. generations fjernvarme Det leverer opvarmet vand med lavere temperatur og kølet vand med højere temperatur til energieffektive bygninger.

Dette reducerer forbrug og energispild, forlænger anlæggets levetid og øger brændstoffleksibiliteten. Vedvarende energikilder, sæsonopbevaring, prosumers og strategisk brug af pumper med variabel hastighed understøtter alle den kendsgerning, at 4. generations fjernvarme er en bæredygtig løsning på det 21. århundredes store energiudfordringer