许多城市忍受着寒冷的冬天,正在调整地区供暖计划,以使人们在不使用化石燃料的情况下取暖。
在不增加气候变化危险的情况下,供暖房屋和办公室是许多城市面临的主要挑战,但重新设想的地区供暖现在提供了一个答案。
一个地区供热计划是一个由保温管道组成的网络,用来输送热量,以热水或蒸汽的形式,从它产生的地方到它要被使用的地方。
作为一种为成千上万的家庭提供温暖的方式,通常在多层公寓大楼里,地区供暖在东欧和俄罗斯有着悠久的历史。但它所分配的热水通常来自燃煤或天然气发电站,这意味着更多的温室气体排放。
从可再生能源、生物气体或从工业生产、超市或IT系统捕获废热等其他形式的生产热水,提供了大规模加热的替代来源,而不增加大气中的二氧化碳。
瑞典率先从化石燃料转向其他加热水的方式。瑞典环境保护署称,该国从几乎完全依赖化石燃料,到2017年可再生能源和再循环热能的比例达到90%。
位于北欧和波罗的海国家的Fortum能源公司的Erik Rylander说,今天,首都斯德哥尔摩需要供暖9个月,其中有2800公里的地下管道连接到1万多栋建筑。
他解释说:“只要你的大楼里有一个水基加热电路(基本上瑞典所有的大型建筑都有),连接就很简单了。”“一个热交换器被放置在地下室,将地区供暖系统连接到建筑物的供暖系统。”
该系统使用生物燃料——木屑、木球和生物油——以及家庭垃圾,并从城市的数据中心和工业中回收热量。Rylander说,它还利用大型热泵从海水中汲取能量。
在西班牙南部,供暖主要是在冬季进行的,因此赢得公众对安装地区系统的需要变得更加困难。
威立雅(Veolia)能源效率工程师Jose Ramon Martin-Sanz Garcia说,公民参与是智慧城市计划的一个关键问题,他是位于瓦拉多利德附近的西班牙项目的合作伙伴。
“通过安装一个低温地区供热网,可以减少三分之一的热损失。”
最大的挑战之一是让房主相信这是必要的。它需要一个沟通计划,”他说。自2014年以来,共有约31座建筑(共有1488个住宅,拥有4000多名居民)将建筑的能耗降低了40%。
同样在西班牙,圣赛巴斯蒂安正处于安装一个发电厂的最后阶段,它将为1500个新家庭供暖。该项目是在欧洲研究项目“复制”项目的保护伞下进行的,该项目旨在通过生物燃料驱动的地区供暖系统,减少35%的初级能源消耗。它将在今年夏天完成。
“这是同类项目中的第一个项目,”圣塞巴斯蒂安市智能战略和行业专业技术人员Ainara Amundarain说。
“区内大部分的建筑都是与地区供热工程一起建造的,所以改造不是一个问题。”
然而,已经有154座建筑已经矗立在该地区,将不得不适应新技术。她说:“从20世纪60年代开始,他们已经很老了,所以我们也在改造这些旧建筑。”在冬季较长或更冷的情况下,城市会采取气体锅炉的备用措施。
尽管许多地区的供暖方案规模相当大,但其他地区的供暖方案可能要小得多,利用一幢建筑的废热来供暖。
该策略是,热量将来自于当地的余热来源,如零售网点、建筑和IT服务器室,以及太阳能和热泵等可再生能源,而且通常与热存储结合在一起。
新名字
SINTEF研究员Hanne Kauko解释说:“我们的模拟研究结果表明,通过安装一个低温地区的供热网,可以减少三分之一的热损失。”
她说,“地区供暖”这个词确实很有误导性。“在这些地方的供暖系统中,热量的来源实际上非常接近,所以,在挪威,这个部门正在为这种系统引入一个新的术语——城市能源。”
与热泵或电锅炉相连接的低温热分配网格,与热存储相结合,也将在可再生能源的电力生产过剩时期,促进电能的储存。
Kauko认为,在规划未来项目时,房地产开发商应该考虑到低温的城市能源系统。考科说:“新建筑特别适合于低温的城市能源系统,因为它们比旧建筑表现出更低的热量损失,而且通常都安装了地下加热,这是在低温下进行热量分配的理想选择。”
“今天,热分布在城市电网在温度约为100°C,但现代建筑不需要提供热量在温度高达这种“。