Energetika větších měst je primárně postavena na teplárnách a fosilních palivech, případně doplňkově na spalovnách komunálního odpadu. Jak lze celý proces inovovat? A jsou solární panely vždy správnou volbou?
Ing. MARTIN BABUŠKA, MBA, LL.M.
Project coordinator
Technologicky rozlišujeme energetický proces na několik klíčových oblastí. Co se týče surovin, zde moc prostoru k inovacím není. Jsou-li ale města „vládci svých energetických soustav”, mohou a měla by i do budoucna řešit dodávky energetických surovin různých typů i dodavatelů, a rozložit tak riziko zdrojového mixu. Většina městských tepláren však již prošla v uplynulých 20 letech významnou technologickou a ekologickou inovací umožňující řízeně spalovat „skoro vše” (fosilní paliva, kaly, biomasu).
Projekty Czech Smart City Cluster ZDE
Infrastruktura
Zásadní částí městské energetiky jsou samozřejmě rozvody. V rámci podzemních i nadzemních vedení by mělo být zjišťováno, jaké jsou energetické ztráty a v rámci technických možností tyto ztráty eliminovat. Další potenciál k rozvoji inovací a moderních technologií s vysokou účinností předávání horkovodního média mají předávací stanice/výměníky. Zároveň je třeba, aby měly systémy možnost inteligentní regulace předávání tepla v závislosti na „životním cyklu“ spotřeby během dne.
Energetické dvojče města
Největší prostor pro inovace je však v digitalizaci a telematice. Inovace by mohly vést ke zjištění reálného stavu v energetickém procesu města, a sice vytvořením tzv. „energetického dvojčete města“ se sítí IoT senzorů a regulačních jednotek. Prostřednictvím „energetického dvojčete” je tak možné sledovat tok energetické spotřeby od teplárny až k radiátoru a zároveň je prostřednictvím simulačních algoritmů možné významně optimalizovat energetickou spotřebu a potřebu.
Jak na udržitelnou dopravu ve městech? Klikněte ZDE
Ze simulací a „energetického dvojčete“, je třeba také možné zjistit data pro případnou decentralizaci či vznik kogeneračních jednotek. Vyplatí se na vybraných lokalitách v rámci prosíťování energetických soustav kogenerační jednotky řešit? Ty jsou decentralizovaně schopné dle potřeby vyrábět teplo či elektrickou energii pro místní spotřebu.
Alternativní zdroje energie
Z hlediska tepelných alternativních zdrojů je dobré zmínit tzv. „kalovou koncovku”, což je technologie pro zpracování kalů pocházejících z městských čističek odpadních vod. Tento materiál je následně spálen ve spalovnách.
Druhým a nejvíce veřejně propagovaným alternativním zdrojem elektrické energie jsou solární panely a bateriové systémy. Mají mnoho výhod, o kterých se lze dočíst na stránkách jejich dodavatelů, ale k optimálními využití dochází na rodinných domech stojících mimo vyšší nebo historickou zástavbu. Uprostřed větších měst nelze solární systémy plošně využít. Pokrytí střech soláry v centrech zvyšuje teplotu uvnitř města a tvoří tepelné ostrovy, tudíž významně přispívá k diskomfortu jeho obyvatel.
Solární panely s bateriovými systémy mají ve městech význam hlavně na panelových domech, kde zajistí částečnou úsporu energetických nákladů, případně vyrovná energetické špičky spotřeby.
Nejlevnější energie je ta uspořená
V posledních 20 letech došlo k masivnímu zateplování fasád, střech a výměně oken u panelových či bytových domů. Ale to, že polystyren v době svého přilepení na fasádu měl nějaký tepelný odpor ještě neznamená, že ho bude mít napořád stejný. Je třeba si uvědomit i časové hledisko degradace materiálů, a tím i snižování účinnosti zateplení.
Opět se tedy dostáváme k „digitálnímu energetickému dvojčeti”, telematice a sledování tepelných ztrát např. prostřednictvím dronu s lidarem, který je za velmi krátkou dobu schopen naskenovat budovu do 3D modelu a změřit tepelné ztráty a tepelné mosty. Zároveň je díky matematickým simulacím možné vypočítat reálnou tepelnou ztrátu domu a predikovat i degradaci zateplení a tepelné ztráty v dlouhodobém horizontu.
Jiná situace je bohužel u budov v území s památkovou ochranou, tam použití polystyrenu nepřipadá v úvahu a jediná šance, jak snížit případné energetické ztráty, je zateplení zevnitř. Což s sebou samozřejmě nese další úskalí z hlediska přesunu rosného bodu či vzniku plísní. U budov v památkově chráněném území není tedy moc šancí na inovace a energetické úspory. Můžeme však na 3D modelu zjistit míru energetické ztráty a predikovat budoucí náklady.
Vize budoucnosti
Do budoucna je třeba otevřít i otázku, která sice většině lidem připadá nemyslitelná a děsivá, ale z hlediska optiky dnešních dní a nedostatku energetických zdrojů je naprosto klíčová: Je budoucnost energetiky v jádře? Nízkoteplotní reaktory, ve své podstatě kontejnerové uzavřené kapsle, které se zapouští pod zem, mohou zásobovat menší město až 20 let. Poté se kontejnerová kapsle vyjme a založí se nová. Z hlediska dlouhodobé soběstačnosti a energetické nezávislosti je potřeba se touto alternativou aktivně zabývat.
