Енергія для міста майбутнього
Невелике містечко Вольфгаген у північному Гессені є одним з найбільш енергоефективних міст Німеччини. Те, що вже впроваджується там у малому масштабі, незабаром може стати реальністю для таких мегаполісів, як Франкфурт-на-Майні.
енергія-1.png
Вольфгаген розташований у північній частині Гессену, між природним парком Габіхтсвальд та Довгим лісом. Невелике містечко характеризується фахверковими будинками в центрі. Там проживає близько 14 000 людей. У цьому ідилічному місці, яке на перший погляд здається споглядальним, з’являється прототип розумного міста, який мінімізує споживання енергії за допомогою інтелектуальних мереж різних компонентів і покриває свої потреби за рахунок відновлюваних ресурсів.
За даними Федерального агентства з охорони навколишнього середовища (UBA), енергетичний сектор був найбільшим джерелом антропогенних викидів парникових газів у Німеччині - близько 85 відсотків у 2014 році. Не в останню чергу з цієї причини Федеральне міністерство досліджень розпочало конкурс «Енергоефективне місто». П’ять переможців, включаючи Вольфгагена, отримають по п’ять мільйонів євро протягом п’яти років. За підтримки наукових експертів Північний Гессен рухається до муніципального енергетичного переходу. У квітні 2008 року міська рада одноголосно вирішила повністю покривати постачання електроенергії з місцевих відновлюваних джерел енергії до 2015 року. Ця мета була досягнута будівництвом громади вітроелектростанцій наприкінці 2015 року. Але на цьому далеко не кінець.
Іншою технологією, яка робить споживання енергії набагато ефективнішим, але не зосереджується у Вольфгагені, є когенерація, наприклад. Газове опалення за допомогою комбінованого тепла та електроенергії у підвалі не тільки виробляє тепло, але й електроенергію. Такі системи досягають загальної ефективності понад 90 відсотків. Іншим способом накопичення енергії є принцип перетворення енергії в газ: перетворюючи електроенергію в газ, відновлювані джерела енергії можуть зберігатися у хімічній формі протягом тривалого періоду та у великих кількостях. Водні електролізери використовують електрику для електрохімічного генерування водню та кисню з води. Водень може бути інтегрований в енергетичну систему різними способами, наприклад, як паливо для транспортних засобів на паливних елементах або в газових електростанціях для виробництва електроенергії та тепла.
Чим вища частка коливальних відновлюваних джерел енергії, тим вищі вимоги до мереж. Ви повинні порівняти споживання та споживання за короткий проміжок часу, щоб забезпечити стабільність мережі. Обов’язковою умовою таких додатків є розумна мережа, інтелектуальна енергосистема. Мета полягає не в пристосуванні виробництва відповідно до попиту, як це було дотепер, а навпаки - впливати на споживання електроенергії відповідно до виробництва відновлюваних джерел (інтеграція на стороні попиту). Для цього побутові прилади та децентралізовані накопичувачі електроенергії (наприклад, електромобілі) повинні заряджатися більш гнучко. "Найближчим роком перші 35 домогосподарств у Вольфгагені зможуть користуватися такою системою", - повідомляє Сагер-Клаус. Якщо буде надлишок сонячної або вітрової енергії, комунальні підприємства подадуть сигнал своїм споживачам, що зараз саме час споживати електроенергію. Потім розумні холодильники охолонуть, щоб згодом на деякий час можна було вимикатись, не перевищуючи температуру. Пральні машини можна активувати автоматично. Гнучка тарифна система повинна заохочувати людей споживати електроенергію, коли вона доступна в достатку - і в той же час вона також пропонується дешевше.
»Електричні транспортні засоби міг як Джерело живлення або Зберігання буфера діяти ".
Не забули про рух і у Вольфгагені. Серед іншого, комунальні служби видають VW E-up! зацікавленим громадянам. Електричні велосипеди можна взяти напрокат і випробувати у EnergieOffensive Wolfhagen, також партнера в проекті. Загалом, електромобільність є важливою складовою енергетичної концепції майбутнього. Після встановлення електронних транспортних засобів - і отримання енергії з сонячних систем або вітроенергетики - моторизований індивідуальний транспорт не тільки повністю нейтральний до CO2. Технологія має ще одну перевагу: якщо в майбутньому більше поширюватиметься відновлювана енергетика, у разі надмірної потужності будуть потрібні великі можливості зберігання.
І саме цей потенціал мають електронні машини. Має сенс використовувати їхні акумулятори для накопичення енергії вітру або сонця, яка в даний час не потрібна. Вони були б підключені до електромережі на стоянках. Потім автомобіль можна було зарядити або використовувати як приміщення для тимчасового зберігання надлишкової сонячної та вітрової енергії.
Це звучить як мрія про майбутнє, але це вже застосовується на практиці в пілотних проектах: Цього літа, наприклад, Mitsubishi представила двонаправлену зарядну станцію за принципом "транспортного засобу до мережі" - машина виходить в мережу. Це означає, що електромобіль та фотоелектричний будинок, обладнані так званим інтерфейсом “power box”, можуть поперемінно функціонувати як джерело живлення або як буферний накопичувач. Два електрифіковані типи автомобілів від Mitsubishi - повністю електричний електромобіль та вставний гібрид Outlander - готові до цього завдання на заводі. Вони не використовують повну ємність свого сховища для водіння. Електрична енергія, що генерується в будинку, наприклад, сонячними елементами на даху, може завантажуватися в акумулятор приводу. І навпаки, якщо є потреба, електроенергія подається назад у будинок.
Метрополіс Франкфурт-на-Майні також поставив перед собою амбіційну мету повністю покрити свої потреби в енергетиці в електроенергетиці, опаленні та місцевому транспорті до 2050 року за допомогою відновлюваних джерел енергії міста та регіону. "Результати наших розрахунків показують, що мета повного та безпечного постачання міста відновлюваними джерелами енергії може бути досягнута, якщо використовувати потенціал відновлюваних джерел енергії з Франкфурта та половини регіону", - констатує Герхард Стрий-Хіпп. Експерт очолює бізнес-підрозділ Smart Energy Cities Інституту сонячних енергетичних систем Фраунгофера (ISE) та проводив розрахунки для Франкфурта з двома колегами. Місто мало б лише отримувати енергію вітру та біомасу від штату Гессен з більшої відстані. "Але оскільки самозабезпечення вимагає встановлення дуже великої ємності електричного сховища, ми рекомендуємо 95-відсоткове самозабезпечення", - говорить Стрий-Хіпп. "Це являє собою хороший компроміс між великою самодостатністю та прийнятними енергетичними витратами, оскільки ємність накопичувача електроенергії може бути зменшена до чверті"