К 2050 году население нашей планеты вырастет с 7 до 9 миллиардов человек, и 70 % этих людей будут жить в городах. Чтобы удовлетворить будущие потребности в энергии, нам нужны устойчивые решения, которые будут как энергоэффективными, так и экономичными, а также пригодными к широкомасштабному внедрению.

К счастью, такое решение уже существует: централизованное теплоснабжение. В этом задании мы подробно рассмотрим централизованное теплоснабжение и то, как эта технология развивалась, чтобы стать реальным ответом на многие из сегодняшних проблем энергопотребления. Начнем с определения. Централизованное теплоснабжение включает в себя системы отопления и холодоснабжения.

В такой системе нагретая или охлажденная вода поступает с центральной электростанции в дома потребителей по замкнутой трубопроводной сети. Вода используется для регулирования температуры в помещении, а с точки зрения централизованного отопления — для нагрева бытовой воды.

Централизованное производство нагретой и охлажденной воды устраняет необходимость в индивидуальных решениях и позволяет использовать топливо гораздо эффективнее.

Это, в свою очередь, дает возможность сократить как производственные расходы, так и выбросы CO2, так как большинство станций может работать за счет возобновляемых источников, например солнечной тепловой, геотермальной и ветровой энергии или утилизированных муниципальных отходов.

Система централизованного теплоснабжения позволяет переключаться между источниками энергии, поэтому совершать радикальные перемены с ней легче, чем с другими системами теплоснабжения.

Для потребителя это выглядит как готовая к использованию энергия прямо на пороге его дома. Отпадает необходимость использовать котлы или холодильные установки, занимающие пространство и требующие дорогостоящего обслуживания и капитальных вложений.

Системы централизованного теплоснабжения используются уже около 100 лет. Сегодня они обеспечивают энергией целые города, учебные заведения, крупные предприятия и даже Белый дом. Говоря условно, эволюцию систем централизованного теплоснабжения можно разбить на четыре поколения.

Первое поколение систем централизованного теплоснабжения работало главным образом за счет мазутных котлов, которые генерировали огромное количество пара при 200 градусах, при этом 2/3 энергии выходило через дымовые трубы.

Такие системы охватывали небольшие площади, но провоцировали обширные потери тепла по причине плохо изолированных труб и экстремально высоких температур. По сегодняшним стандартам такую систему эффективной не назовешь, но в то время это был настоящий прорыв в области теплоснабжения, что, конечно, позволило достичь цели уменьшения загрязненности городов.

Второму поколению систем централизованного теплоснабжения удалось решить несколько первоначальных проблем за счет перехода с энергии пара на водоснабжение под давлением и повышения качества труб.

Это позволило начать внедрять системы централизованного теплоснабжения в гораздо больших масштабах. В этот период все популярнее становились и теплоэлектростанции. Благодаря использованию излишков тепла от производства энергии для отопления такие станции позволяли значительно снижать расходы на топливо.

Третье поколение, которое охватывает большинство современных систем централизованного теплоснабжения, состоит по большей части из теплоэлектростанций.

Одно из самых больших отличий заключается в том, что температура распределяемой воды в настоящее время не превышает 100 градусов, что позволяет осуществлять производство за счет альтернативных источников энергии, таких как солнечная.

Кроме того, кратковременное хранение энергии позволяет владельцам предприятий снижать производственные затраты путем производства электроэнергии при высоких ценах и хранения излишков тепла, когда цены падают.

Тем не менее технология все еще развивается, и уже начали появляться системы четвертого поколения. Системы централизованного теплоснабжения четвертого поколения распределяют воду при гораздо более низких температурах нагрева и более высоких температурах охлаждения.

Это означает, что энергии используется и теряется меньше. Это также позволяет пользоваться низкотемпературными экологичными источниками энергии, например геотермальной энергией, еще значительнее уменьшая воздействие на окружающую среду.

Помимо этого, новые технологии делают возможным хранении энергии в течение нескольких месяцев.

Более того, ТЭЦ могут выровнять ежедневный объем потребления энергии, что дает им возможность использовать необходимое ее количество в пиковые периоды и значительно замедлять работу в более спокойные периоды, тем самым сохраняя энергию на будущее.

Разумеется, создание инфраструктуры для централизованного теплоснабжения требует существенных первоначальных вложений. Но все указывает на то, что в густонаселенных или промышленных районах будущее стоит именно за такими системами.

Итак, к преимуществам централизованного теплоснабжения относятся:

• Более надежное тепло- и холодоснабжение
• Снижение затрат и экономия за счет масштабности
• Значительное сокращение воздействия на окружающую среду
• Удобство для потребителей
• Отсутствие непредвиденных расходов
• Нет головной боли и обслуживания