The evolution of district energy – an introduction

Understand the anatomy of an industrial water supply system and the challenges and opportunities it presents.

2050-re a világ népessége 7 milliárdról 9 milliárdra nő. És ezek 70% -a városokban fog élni. A jövő energiaigényeihez olyan fenntartható megoldásokra van szükségünk, amelyek egyaránt energiatakarékosak, költséghatékonyak, és készek a nagyszabású megvalósításra. Szerencsére már létezik ilyen megoldás: A távhő 

Ebben a modulban közelebbről megvizsgáljuk a távhőt, és a technológia fejlődését. Azt, hogyan vált életképes megoldássá napjaink számos energetikai kihívására. De először egy definíció:

A távhő egy olyan fűtési és hűtési rendszer, amelyben fűtött vagy hűtött vizet szállítunk egy központi üzemből a fogyasztók széles köréhez, zárt csőhálózaton keresztül. A vizet a beltéri hőmérsékletek szabályozásra használják, a távfűtés tekintetében pedig, a háztartási víz melegítése. A fűtött és hűtött víz központi előállítása szükségtelenné teszi az egyedi megoldásokat, és sokkal hatékonyabb üzemanyag felhasználást kínál.

Maga az üzemanyag is lehetőséget kínál a csökkentésre az előállítási költségekben, és a CO2-kibocsátásban egyaránt, mivel sok üzem üzemeltethető megújuló energiával, mint például a napenergiával, geotermikus energiával, települési hulladék hőjével, vagy szélenergiával. A távhőrendszerben válthat az energiaforrások között, így könnyebb radikális változtatásokat bevezetni, mint más ellátórendszerekben. A fogyasztó számára a távhő azonnal felhasználható, karnyújtásnyira lévő energiát jelent. Nincs szükség kazánokra vagy hűtőegységekre amelyek nagy helyigényűek, és költséges karbantartást igényelnek, de nincs tőkebefektetés sem.

A távhő már több mint egy évszázada velünk van. Ma egész városokat, főiskolákat, nagyvállalkozásokat, sőt, még a Fehér Házat is ez látja el energiával. Nagyon leegyszerűsítve, a távhő fejlődése négy generációra osztható:

A távhő 1. generációjában főleg olajtüzelésű kazánokat használtak, amik hatalmas mennyiségű, 200 fokos gőzt állítottak elő, miközben az energia 2/3-át engedték távozni a kéményeken. A rendszerek kis területeket láttak el, de nagymértékű hőveszteséggel jártak a rosszul szigetelt csővezetékek és a szélsőségesen magas hőmérséklet miatt. Bár aligha neveznénk hatékonynak a mai szabványokhoz képest, ez igazi fűtési forradalmat jelentett abban az időben, és minden bizonnyal megfelelt a céljának, a városok szennyezésének csökkentésére.

A 2. generációs megszüntetett néhányat ezek közül a kezdeti problémák közül azzal, hogy a gőzről átváltott túlnyomásos vízre, és jobb minőségű csöveket használt. Ez lehetővé tette, hogy a távhőt sokkal nagyobb léptékben lehessen bevezetni. Ez idő alatt a kapcsolt hő- és villamosenergia-termelést szolgáltató erőművek használata egyre népszerűbbé vált. Az elektromos energia termeléséből származó többlethőt használva fűtési célokra ezek az erőművek jelentősen csökkentették a fűtőanyag költségeket.

A 3. generáció, amelyhez a mai távhő rendszerek többsége tartozik, főleg kombinált hő- és villamos erőművekből áll. Az egyik legnagyobb különbség az, hogy az elosztott víz hőmérséklete most 100 fok alatt van, ami lehetővé tette a termelés előmozdítását alternatív energiaforrásokkal, például napenergiával. Emellett a rövid távú energiatárolás lehetővé tette az erőmű tulajdonosoknak a termelési költségek csökkentését úgy, hogy villamos energiát állítanak elő amikor az árak magasak, és tárolják a többlethőt arra az esetre, amikor az árak alacsonyak.

A technológia azonban még mindig fejlődik és az első 4. generációs rendszerek már működésbe léptek. A 4. generációs távfűtési rendszerek a vizet sokkal alacsonyabb hőmérsékleten osztják el a fűtéshez, és magasabb hőmérsékleten a hűtéshez. Ez kevesebb energiafelhasználást és kevesebb energiaveszteséget jelent. Lehetőséget nyújt az olyan alacsony hőmérsékletű, fenntartható energiaforrások használatára is, mint például a geotermikus energia, még tovább csökkentve a környezeti hatást.

Mindezeken felül, az új technológia lehetővé teszi az energia hónapokig tartó tárolását. Ráadásul az erőművek kiegyenlíthetik a napi energiafelhasználásukat, ami lehetővé teszi, hogy a szükséges mennyiséget a csúcsidőszakokban használják, miközben a csendesebb időszakokban jelentősen lelassítják a működést, ezáltal az energiát későbbi felhasználásra tárolják. 

Természetesen, a kezdeti befektetés, amibe egy távhő infrastruktúra felépítése kerül, jelentős. De minden jel arra mutat, hogy sűrűn lakott vagy iparosodott területeken a távhő a jövő energetikai megoldása. A távhő előnyeit a következőképpen foglalhatjuk össze:

- Megbízhatóbb fűtés és hűtés.

- Alacsony költségek a méretgazdaságosságnak köszönhetően.

- Jelentősen kisebb környezeti hatás.

- És kényelem a fogyasztók számára.

- Elkerülhetők az előre nem látható költségek.

- Nincs fejfájás, nincs karbantartás.