V tomto module sa bližšie pozrieme na 4. generáciu diaľkovej energetiky a prejdeme si hlavné princípy týchto udržateľných sústav. Diaľková energetika poskytuje spoľahlivú a nákladovo efektívnu energiu od svojich skromných začiatkov koncom 19. storočia. Dnes je centralizovaná výroba zohriatej a ochladenej vody jedným z kľúčov na prekonanie výziev rýchlej urbanizácie a klimatických zmien. Diaľková energetika sa však stále vyvíja a intenzívny výskum vydláždil cestu pre tzv. 4. generáciu diaľkovej energetiky, inovatívny energetický ekosystém s veľkým potenciálom. Čo však odlišuje túto novú generáciu od tej súčasnej?

Najdôležitejšia charakteristika sústavy 4. generácie diaľkovej energetiky je nízka teplota privádzanej vody. Ako sa budovy stávajú čoraz energeticky efektívnejšie, bude možné výrazne znižovať teplotu vody – bez kompromisov v pohodlí spotrebiteľa. Dnešná distribuovaná voda má zvyčajne 90 °C, ale na zníženie tepelných strát je možné teplotu znížiť až na 50 °C v sústavách 4. generácie. To isté platí aj pre diaľkové chladenie – len tu sa teplota prietoku zvýši z cca. 6 °C až na 12 °C.

Tento nový pohľad na teplotu vody má niekoľko zrejmých výhod:

- V prvom rade sa spotrebuje menej energie na ohrev alebo ochladzovanie vody, čím sa znižujú náklady a emisie CO2.
- Po druhé, energetické straty v distribučnej sieti sú menšie v podobe tepelných strát v potrubí.
- A po tretie, potrubie bude vystavené menšiemu tepelnému namáhaniu, čo zabraňuje priesakom a zvyšuje životnosť sústavy.

Existuje však ďalšia dôležitá výhoda: Nízka teplota distribuovanej vody pri diaľkovom vykurovaní umožňuje teplárni zvýšiť podiel obnoviteľných zdrojov energie a zahrnúť nízkoteplotné zdroje, napríklad geotermálnu energiu. Zvyšuje tiež účinnosť slnečných tepelných kolektorov, veternej energia a prebytočného tepla z priemyselných procesov. Týmto spôsobom môžu závody využívať mix lokálne dostupných zdrojov na udržateľnú výrobu.

Závody štvrtej generácie dokážu tiež ukladať prebytočné teplo po dlhú dobu. Sezónne skladovanie vo veľkých, silne izolovaných podzemných šachtách umožňuje závodom napríklad uskladnenie solárnej energie počas leta a jej využitie na vykurovanie domácností v zime. Toto využitie inak vyplytvanej energie je dôležitým aspektom zlepšovania udržateľnosti v tomto odvetví. 

Zatiaľ čo všetky tieto perspektívy ponúkajú skvelé možnosti na zníženie globálnej spotreby energií, existujú aj problémy, ktoré je treba vyriešiť. Keď napríklad znížite teplotu prívodu vody, dostanete nižšiu hodnotu delta T. Kvôli nižšej hodnote delta T riskujete, že spotrebitelia na najvzdialenejšom konci siete nedosiahnu minimálny diferenčný tlak, kým závod nezvýši tlak na strane dodávky vody.

Avšak, túto výzvu je možné prekonať uplatňovaním zásad rozloženia tlaku: Namiesto spoliehania sa na jedno výkonné zásobovacie čerpadlo v závode, distribúcia tlaku využíva celú škálu čerpadiel na ceste k spotrebiteľovi. Pritom môžu čerpadlá bežať pri oveľa nižšej rýchlosti, čím šetria energiu. Použitím čerpadiel s premennými otáčkami na zásobovanie menších častí siete je sústava tiež schopná prispôsobiť sa aktuálnym požiadavkám namiesto fungovania pri plných otáčkach. Fungovanie pri plných otáčkach môže spôsobiť znížený tlak v sieti, zvýšením rizika priesakov.

Takže si to zhrňme:

4. generácia diaľkovej energetiky dodáva vodu zohriatu na nižšiu teplotu a vodu ochladenú na vyššiu teplotu do energeticky úsporných budov. Znižuje sa tým spotreba energie a energetický odpad, pri súčasnom zvýšení životnosti sústavy a palivovej flexibilite. Obnoviteľné zdroje energie, sezónne skladovaniea strategické využitie čerpadiel s premennými otáčkami znamená, že štvrtá generácia diaľkového vykurovania je životaschopným riešením veľkých energetických výziev 21. storočia.