Найбільше у світі невикористовуване джерело енергії — надлишкове тепло

Прикро, що законодавці та політики не помічають більш екологічну, дешеву та безпечну альтернативу, зокрема, більш розумне використання енергії, яка вже існує. Одним із способів досягнення цього є використання великих обсягів енергії, яка наразі витрачається у різних секторах економіки.

Відпрацьована енергія зазвичай з’являється у формі надлишкового тепла та є супутнім продуктом більшості технологічних процесів та комерційної діяльності; заводи, центри обробки даних, водоочисні споруди та супермаркети – усі продукують великі обсяги надлишкового тепла. Тільки у Європейському Союзі (ЄС) обсяг надлишкового тепла становить 2860 ТВт·год./рік., який практично дорівнює загальним потребам ЄС на опалення та гаряче водопостачання будівель житлового сектору та сфери послуг. Велику кількість цього надлишкового тепла можна уловлювати та використовувати.

На сьогодні у нас вже є доступні рішення – що нам потрібно зараз – так це політична воля для реалізації цього на практиці. Найбільш екологічна, дешева та безпечна енергія – це енергія, яку ми не використовуємо.
Розпочнемо.

Найпростішим способом використання надлишкового тепла є реінтеграція тепла у ті ж самі процеси (див. приклад для супермаркетів).

Температура надлишкового тепла відрізняється для різних процесів, у ході яких воно утворюється. До прикладу, надлишкове тепло від галузей важкої промисловості, таких як хімічна та виробництво цементу, має набагато вищу температуру, ніж надлишкове тепло від процесів охолодження у будівлях. Залежно від температури надлишкового тепла воно може використовуватися для різних цілей. Загалом, високотемпературне надлишкове тепло може використовуватися як у технологічних процесах, так і в побуті, у той час, як низькотемпературне тепло підходить тільки для побутового використання (наприклад, для опалення приміщень та нагрівання води).

Одним із способів внутрішнього використання надлишкового тепла на об’єкті є встановлення установки рекуперації тепла. Такі установки є доцільними практично в усіх випадках, де невикористана теплова енергія виробляється як «побічний продукт», для підвищення ефективності підприємства в цілому. Установки рекуперації тепла роблять надлишкове тепло придатним для використання у процесах з такими ж або меншими рівнями температур. Як видно з прикладу для супермаркетів, надлишкове тепло може використовуватися для опалення та гарячого водопостачання магазину.

Містобудівні рішення здатні забезпечити використання потенціалу інтеграції секторів та надлишкового тепла шляхом підключення виробників енергії до споживачів за допомогою розумних мереж.

Масштабна синергія можлива, коли виробник надлишкового тепла, наприклад, центр обробки даних, розташований поблизу установ, які можуть купувати великі обсяги надлишкового тепла (наприклад, підприємства садівництва). Можливості такої взаємодії між виробниками та користувачами енергії у містобудуванні зветься планування промислового кластера, і воно вносить свій внесок у декарбонізацію нашої енергетичної системи. Більш того, співпраця між сусідніми компаніями довела, що може створювати економічні переваги як для покупця, так і продавця.

Мережа централізованого теплопостачання використовує тепло від поєднання різних джерел, таких як відновлювані джерела (сонячні станції, геотермальна енергія та надлишкове тепло) та викопних джерел, як електростанції, та забезпечує його доставку через мережу трубопроводів до кінцевих споживачів у формі гарячої води.
Сьогодні більшість централізованих джерел тепла у світі покладається на викопні види палива. Відповідно до МЕА світу необхідно подвоїти частку зелених джерел у галузі централізованого теплопостачання до 2030 року, щоб досягти нульових викидів. Якщо нам це вдасться, це дозволить скоротити вуглецеві викиди від теплової генерації більш ніж на третину.

Централізовані системи тепло- та холодопостачання сьогодні здатні забезпечувати екологічно чисту теплову енергію. Однією з найбільших переваг централізованих системи тепло- та холодопостачання є їхня здатність інтегрувати різноманітні відновлювані джерела, які можуть виштовхнути остаточно джерела на викопному паливі з процесів теплопостачання та охолодження. По мірі розвитку технології централізованого тепло- та холодопостачання все більше зелених джерел теплової енергії можуть бути підключені до системи. Сьогодні так зване 4-те покоління централізованого тепло- та холодопостачання дозволяє інтегрувати джерела тепла та холоду з надзвичайно низькою температурою у централізовану систему тепло- та холодопостачання та забезпечувати опалення та охолодження нових будівель, які придатні для роботи з низькими температурами.

Той факт, що все більше джерел зеленої енергії можуть використовуватися у централізованих системах тепло- та холодопостачання, робить такі системи ключовим чинником у зеленому переході.

Іншою надзвичайно важливою перевагою централізованого тепло- та холодопостачання є те, що вона забезпечує баланс в енергетичній мережі. Одним із основних викликів декарбонізації нашої енергомережі та підвищення рівня електрифікації є забезпечення балансу між постачанням та споживанням енергії. При комплексному розгляді енергосистеми та підключенні різних джерел енергії централізована система дозволяє забезпечити гнучке використання потужності. Вона здатна згладжувати невідповідність обсягів постачання та споживання, щоб ми могли у повному обсязі використовувати енергію, наявну в мережі. забезпечення балансу у пікові періоди буде надзвичайно важливим з огляду на поточне збільшення відновлюваних джерел та посилення електрифікації.

Існує багато централізованих енергосистем у Китаї та Європі, і найближчим часом очікується ще більше. Данія є однією з найбільш енергоефективних країн у світі, здебільшого завдяки широкому використанню централізованого теплопостачання. У Данії 65 % будівель забезпечують свої теплові потреби з систем централізованого теплопостачання, і більше половини цього тепла походить з зелених джерел, таких як біомаса чи надлишкове тепло від різноманітних процесів комерційної діяльності.