I det här avsnittet ska vi titta närmare på fjärde generationens fjärrenergi och gå igenom de viktigaste principerna bakom dessa hållbara system. Fjärrenergi har gett pålitlig och kostnadseffektiv energi sedan den blygsamma starten i slutet av 1800-talet.

Idag är centraliserad produktion av uppvärmt eller kylt vatten en av lösningarna för att övervinna utmaningarna med snabb urbanisering och klimatförändringar. Fjärrenergi utvecklas dock fortfarande och intensiv forskning har banat väg för den så kallade fjärde generationens fjärrenergi – ett innovativt ekosystem för energi med stor potential.

Men vad är det som skiljer den nya generationen från den nuvarande? Den viktigaste egenskapen för den fjärde generationens fjärrenergisystem är vattenförsörjning med låg temperatur. När byggnader blir allt mer energieffektiva, kommer det att bli möjligt att sänka vattentemperaturen betydligt – utan att kompromissa med konsumentens komfort.

Dagens försörjningsvatten är vanligtvis 90 °C, men för att bidra till att minska värmeförlusterna, kan temperaturen sänkas till så lite som 50 °C i fjärde generationens system. Detsamma gäller för fjärrkylning – men här kan temperaturen höjas från cirka 6 °C till så mycket som 12 °C i flödet.

Denna nya syn på vattentemperaturer har några uppenbara fördelar:

- För det första, mindre energi behövs för att värma eller kyla vattnet, vilket minskar kostnader och koldioxidutsläpp.
- För det andra går mindre energi förlorad i distributionsnätet och rören i form av termiska förluster.
- Och för det tredje kommer rören utsättas för mycket mindre termiska påkänningar, viket förhindrar läckage och ökar systemets livslängd.

Det finns dock en annan viktig fördel: Låg temperatur i försörjnings- vatten i fjärrvärmenät gör det möjligt för fjärrenergianläggningen att öka andelen av förnybara energikällor och inkludera lågtemperaturkällor som geotermisk energi. Det ökar också effektiviteten för solfångare, vindenergi, och överskotts- värme från industriella processer.

På så sätt kan anläggningar utnyttja en blandning av lokalt tillgängliga källor för att stödja en hållbar produktion. Fjärde generationens fjärrenergianläggning kommer också kunna lagra överskottsvärme under långa tidsperioder. Årstidsbaserad lagring i stora och välisolerade underjordiska utrymmen gör att anläggningar t.ex. kan skörda solenergi under sommaren och använda den för att värma hem under vintern.

Detta utnyttjande av annars bortkastad energi är en viktig aspekt när det gäller att förbättra hållbarheten inom sektorn. Ett annat intressant perspektiv av den fjärde generationens fjärrvärme är begreppet prosumers.

En prosumer är en energikonsument som även bidrar till produktionen av energi genom att till exempel förbruka energi från ett nät, samt även leverera energi tillbaka till samma nät. Ett sätt att skapa prosumers är att installera solpaneler på byggnader eller att utnyttja överskottsvärme från småskaliga användare.

Integrationen av prosumers kommer att öka den totala produktionen av grön energi utan att öka koldioxidutsläppen, och även sänka energikostnaderna för konsumenten. Alla dessa perspektiv erbjuder stora möjligheter att minska vår globala energiförbrukning, men det finns vissa utmaningar kvar att övervinna.

När man t.ex. minskar temperaturen på försörjningsvattnet får man ett lägre delta-T. På grund av lägre delta-T riskerar man att konsumenterna längst bort i nätverket inte uppnår minsta nödvändiga differenstryck om inte anläggningarna ökar trycket på försörjningssidan.

Den utmaningen är dock möjlig att övervinna genom att tillämpa principerna för dynamisk fjärrenergi: I stället för att förlita sig på en kraftfull försörjningspump vid anläggningen utnyttjar dynamisk fjärrenergi en rad pumpar på väg till konsumenten. Genom att göra detta kan pumparna köras med mycket lägre varvtal, vilket sparar energi.

Genom att använda pumpar med variabelt varvtal för mindre delar av nätet kan systemet också anpassas till faktiska krav istället för att köras med full kapacitet. Att köra med full kapacitet kan orsaka minskat tryck i nätet och därmed öka risken för läckage.

Sammanfattningsvis: Fjärde generationens fjärrenergi levererar uppvärmt vatten vid en lägre temperatur och kylt vatten vid högre temperatur till energieffektiva byggnader. Detta minskar energi- användning och energislöseri, samtidigt som systemets livslängd och bränsleflexibiliteten ökar.

Förnybara energikällor, årstidsbaserad lagring prosumers och strategisk användning av pumpar med variabelt varvtal samverkar alla till det faktum att fjärde generations fjärrvärme är en genomförbar lösning på 2000-talets stora energiutmaningar.