Представьте себе печь, которая обогревает весь район, а не только ваш дом.

Что, если бы вам никогда не приходилось покупать, ремонтировать или обслуживать печь или кондиционер, чтобы поддерживать комфорт в доме? Что, если бы ваше отопление и охлаждение работали даже во время перебоев в подаче электроэнергии, и вы могли бы рассчитывать на то, что со временем оно станет более эффективным и экологически безопасным?

Это перспектива централизованного теплоснабжения и охлаждения или централизованной энергетики, когда целые сообщества пользуются общей системой отопления и охлаждения. Это позволяет им использовать многие низкоуглеродные источники энергии, которые они не могли раньше, более эффективно, чем любое отдельное здание.

«Мы должны перестать думать только о здании и начать думать об обществе — об эффективности общества и эффективном использовании возобновляемых источников энергии», — сказал Майкл Виггин, директор Института Больцмана, канадской группы, занимающейся исследованиями и образованием в области районных энергетических систем.

Поскольку правительства стремятся решить проблему выбросов углекислого газа от зданий (третьего по величине источника в Канаде после нефтегазовой промышленности и транспорта), многие из них рассматривают и реализуют эту идею.

Что такое районная энергетика?

Сети централизованного отопления и охлаждения обеспечивают отопление и кондиционирование воздуха во многих зданиях одновременно — возможно, в целых кварталах или населенных пунктах. Обычно они делают это с помощью сети подземных труб, которые обмениваются теплом со зданиями — используя воду для переноса тепла внутрь зимой и отвода тепла летом (аналогично сетям, подающим в здания газ, воду или электричество). Отсюда оборудование, подключенное к термостату в каждом здании или блоке, позволяет жильцам регулировать, сколько тепла получать или отводить для своего комфорта.

Откуда берется тепло или охлаждение?

Нагрев и охлаждение могут осуществляться из различных источников.

Тепло может включать в себя отходящее тепло промышленных предприятий или центральной установки, сжигающей такое топливо, как натуральный газ или древесная биомасса. Но оно не обязательно должно быть таким горячим — оно может исходить от геотермальные сети, озера или реки, Сточные Воды или здания, такие как центры обработки данных и катки. Такие технологии, как теплообменники и тепловые насосы, можно использовать для «повышения» тепла до более высокой температуры.

В Торонто, холодная вода из Озеро Онтарио используется для охлаждения зданий районной сети в летнее время.

Почему централизованное отопление вместо отопления отдельных зданий?

Виггин сказал, что большим преимуществом является открытие новых источников тепла, включая «отходящее тепло».“

«У нас есть все виды возобновляемых источников энергии, которые доступны в наших сообществах, но они не обязательно доступны или пригодны для использования в отдельных зданиях».

Во многих случаях их использование практически не требует дополнительной энергии.

Питер Ронсон — главный операционный директор Markham District Energy (MDE), сети в пригороде Торонто, которая обогревает и охлаждает 14 миллионов квадратных футов. в более чем 200 зданиях, включая многоквартирные дома высотой до 44 этажей, больницу, центры обработки данных, гостиницы и две школы. Некоторые из них, например центры обработки данных, производят много тепла, тогда как другие могут использовать много горячей воды.

«У нас есть всякая всячина в системе», — сказал Ронсон. “Когда [some are] выбрасывая энергию, я могу восстановить ее и передать ее кому-то другому». Такое разделение тепла эффективно.

Избыточное тепло в системе также можно аккумулировать (под землей в вода или рок, например), — сказал Виггин — и гораздо дешевле, чем электричество.

Все это означает, что преобразование зданий, сжигающих ископаемое топливо, в централизованную энергию потенциально может создать меньшую нагрузку на энергосистему, чем электрификация отдельных зданий с помощью тепловых насосов или плинтусного отопления.

Это также может быть более быстрый способ декарбонизации, поскольку целые кварталы могут быть построены или модернизированы одновременно, и более доступен для клиентов, у которых нет первоначальных затрат на оборудование — это покрывает районная энергетическая компания, а потребители возвращают свою долю в течение длительного времени. период времени через счет за коммунальные услуги.

Ронсон сказал, что системы централизованного теплоснабжения также более устойчивы, поскольку они имеют гораздо больше резервов и резервов, чем, скажем, отдельные печи, подключенные к гидросистеме: «Вы просто не видите перебоев». MDE сообщает, что за 22 года у нее было всего три часа перерывов в обслуживании. При этом любые отключения в районных энергосетях могут затронуть большое количество людей.

Ронсон добавил, что у клиентов есть и другие преимущества; им не нужно беспокоиться об оборудовании для отопления и охлаждения — это проблема коммунального предприятия, и оно в большинстве случаев больше не находится в самом здании, освобождая пространство. «Теперь у них есть гораздо большая крыша для удобств, зеленая крыша или что-то еще», – сказал он.

Все ли районные энергетические системы используют зеленую энергию?

Нет. В настоящее время 90 процентов сетей централизованного теплоснабжения по всему миру работают на ископаемом топливе. по данным Международного энергетического агентства (МЭА). Это относится к больше всего в Канадевключая MDE, которая в основном полагается на теплоэлектростанции, работающие на природном газе.

Но Ронсон сказал, что ситуация меняется: сейчас MDE тестирует другие источники, такие как биомасса и рекуперированное тепло из центров обработки данных, с помощью Канадского фонда низкоуглеродной экономики окружающей среды и некоторого финансирования от газовой компании Enbridge.

«Я сношу эти существующие здания вниз–углеродный путь с нами», — сказал он, добавив, что замена источников отопления не окажет заметного влияния на потребителей. «Они даже не знают».

МЭА говорит, что видит «большой потенциал» в переходном периоде Сети централизованного теплоснабжения к возобновляемым источникам энергии.

Насколько велика система централизованного теплоснабжения в Канаде?

По состоянию на 2019 год в Канаде существовало 217 систем централизованного теплоснабжения, обеспечивающих 2,2 процента отопления страны. Об этом сообщила некоммерческая экологическая группа Pollution Probe. на своем образовательном сайте Energy Exchange.

Эти системы гораздо более распространены в Европе и Азии — только в России более 17 000, обслуживая 44 миллиона клиентов. В Европе существует 6000 централизованных энергетических систем, обслуживающих 100 миллионов человек в 32 странах, и они обеспечивают как минимум половину теплоснабжения в Дании, Швеции, Эстонии, Литве и Словакии. сообщил WE Districtпроект, финансируемый ЕС, целью которого является демонстрация отопления и охлаждения без ископаемого топлива в новых и существующих системах централизованного теплоснабжения.

Ронсон сказал, что в прошлом централизованное энергоснабжение имело смысл в районах с высокой плотностью населения и более дорогой энергией.

В Канаде, где имеется доступ к дешевому природному газу, «это делает экономическое обоснование очень трудным».

Но теперь федеральное правительство установило цену на выбросы углерода и стремится к тому, чтобы к 2050 году Канада имела чистые нулевые выбросы.

Здания – это третий по величине источник выбросов парниковых газов в Канаде, стоящей за нефтегазовой промышленностью и транспортом, сообщает Environment Canada. И более 78 процентов выбросов в зданиях приходится на отопление помещений и воды..

Здания должны быть обезуглерожены, а районная энергетика получит новый взгляд.

Торонто относит районную энергетику к числу «ключевой компонент» своего плана действий по борьбе с изменением климата, а также строит или расширяет ряд сетей. Районная энергетика также является частью Стратегия энергетического перехода Эдмонтона. И это решение, поддержанное Канадский инфраструктурный банкчто помогло покрыть первоначальные затраты на системы, включающие MDE и остров Лулу в Ричмонде, Британская Колумбия.

По всей стране строятся, модернизируются или расширяются другие сети, в том числе Ванкувер, Галифакс, Шарлоттаун, Икалуитсообщества в Юкон и Северо-Западные территории.

Что потребуется, чтобы построить больше районной энергетики?

Сторонники говорят, что районная энергетика сталкивается с множеством проблем. Во-первых, правительства и бизнес должны их создавать.

«Человек не может сделать такой выбор», — сказал Виггин. «Они не могут решить: «О, мне нужно центральное отопление или тепловые сети»».

Ронсон сказал, что высокие первоначальные затраты могут затруднить начало работы, особенно если их необходимо финансировать за счет постепенного создания новых разработок с течением времени.

Модернизация еще более сложна, поскольку она требует перекопки улиц, а многие здания уже требуют больших затрат на существующую инфраструктуру.

Но Виггин утверждал, что, поскольку районная энергетика настолько эффективна, она может сократить затраты на декарбонизацию, требуя меньшего строительства электросети.: «Системы централизованного теплоснабжения на самом деле могут оказаться весьма выгодными».