Интелигентните топлопреносни мрежи могат да бъдат ключ към устойчиво топлоснабдяване

Институт за енергиен мениджмънт

Предназначението на мрежите за централизирано отопление и охлаждане се трансформира от просто осигуряване на достатъчно количество топлина/охлаждане до превръщането им в активна част от по-широката енергийна система. Традиционно мрежите за централизирано топлоснабдяване разчитат в голяма степен на диспечируем производствен капацитет, т.е. на производство на енергия от изкопаеми горива и когенерация. В началото на развитието на централизираното топлоснабдяване, изкопаемите горива са били изгаряни, генерирайки топлина с температура до 200 градуса, която след това е била разпределяна в градовете чрез паропроводи. Съвременните мрежи за централно топлоснабдяване, работят с вода под налягане при по-ниски температури, с по-голям дял на възобновяеми енергийни източници (ВЕИ) и управляват по-сложни системи с множество точки на търсене и предлагане.

В тях се използват усъвършенствани стратегии за управление и решения за мониторинг (напр. сензори и интелигентни измервателни уреди) за оптимизиране на потока на топлина/охлаждане  и да интегрират повече ВЕИ.

Наскоро ЕК публикува нов доклад Интелигентни топлинни мрежи в Европейския съюз, който е част от поредицата „Обсерватория на технологиите за чиста енергия 2023“ и е посветен на интелигентните топлофикационни мрежи в Европейския съюз (ЕС). В него се прави преглед на текущото състояние, нововъзникващите тенденции и потенциала на тази технология за интегриране на сектора. Интелигентните топлинни мрежи предлагат значителен напредък в сравнение с конвенционалните системи за централно отопление, като работят с по-висока интелигентност и ефективност, като същевременно поддържат по-ниски температури. Това дава възможност за интегриране на по-голям дял възобновяеми енергийни източници и позиционира тези мрежи като универсални активи, предлагащи балансиращи услуги за по-широката енергийна система.

Все по-голям брой системи за централно отопление и охлаждане в ЕС се превръщат в интелигентни топлинни мрежи. Много градове инвестират в разширяване и модернизиране на съществуващите си системи, за да ги приведат в съответствие с бъдещите енергийни нужди, характеризиращи се с нарастваща зависимост от променливите възобновяеми енергийни източници. Интелигентните топлинни мрежи обхващат различни технологии, повечето от които са технологично зрели, включително интелигентни системи за управление със сензори, отпадна топлина, високоефективно комбинирано производство на енергия, големи термопомпи и системи за съхранение на топлинна енергия. Един от най-обещаващите пътища за по-нататъшни иновации се крие в цифровизацията, която позволява безпроблемна интеграция и контрол на енергийните потоци. Чрез насърчаване на интелигентен контрол и обмен на данни в цялата система интелигентните термични мрежи могат да оптимизират работата си в краткосрочен и средносрочен план. ЕС е световен лидер в тази област и е в добра позиция да ръководи прехода към интелигентни топлофикационни мрежи, демонстрирайки тяхната стойност в контекста на прехода към нисковъглеродни технологии.

ЕС е разработил цялостна политическа рамка за насърчаване на централизираното топлоснабдяване и увеличаване на дяла на ВЕИ в топлофикационните мрежи. Основните директиви включват:

– Директивата за енергийна ефективност (ДЕЕ), която дефинира ефективното централизирано отопление и охлаждане (чл. 2) и упълномощава държавите членки да извършват икономически и географски анализи за определяне на потенциала на централизираното топлоснабдяване (член 25);

– Директивата за възобновяемата енергия (ДВЕ), която определя цел за годишно увеличаване на процента на отопление и охлаждане от възобновяеми източници (чл. 23) и установява годишна цел за увеличаване на дела на ВЕИ в централизираното топлоснабдяване (чл. 24). Директивата за възобновяема енергия също така изисква от държавите членки да улеснят достъпа на производителите на енергия, използващи ВЕИ и отпадна топлина и охлаждане до топлоснобадителните мрежи  (чл. 24);

– Европейската директива за енергийните характеристики на сградите (EPBD), съдържа няколко разпоредби, насочени към подобряване на ефективността на новите и съществуващите сгради, което е предпоставка за развитието на нискотемпературни топлопреносни мрежи.

В анализ на Съвместния изследователски център (СИЦ) на Европейската комисия са идентифицирани десет ключови фактора за успеха на топлопреносните мрежи, които са от значение и за внедряването на интелигентни топлофикационни мрежи. Тези фактори включват:

1) адекватни стимули за ефективно централизирано топлоснабдяване чрез национални политики;

2) подкрепа за нови инвестиции чрез пряко и непряко финансиране;

3) ангажираност на местните власти и заинтересованите страни;

4) интегриране на планирането на централизиранто топлоснабдяване в градското планиране;

5) настройка на нормативната уредба за сградите и градското планиране, за да се даде възможност за свързване към централизирано топлоснабдяване;

6) картографиране на потенциалните енергийни източници и осигуряване на техническа съвместимост;

7) използване на решения за производство на енергия за отопление (power-to-heat);

8) проучване на синергиите с други мрежи (напр, електропреносни мрежи) и градски инфраструктури (напр. водоснабдяване);

9) оползотворяване на синергиите и сезонността за районно охлаждане;

10) приемане на оптимизационни и гъвкави стратегии

Мрежите за централизирано топлоснабдяване предоставят инфраструктурно базирана услуга, която изисква относително висок пазарен дял на свързани сгради и индустрии в рамките на ограничен географски район. Съществуват обаче няколко предизвикателства, които възпрепятстват по-широкото и по-бързото внедряване на тези мрежи, включително:

1) финансови предизвикателства, свързани главно с големите капиталови инвестиции, необходими за внедряване или модернизиране на мрежа за централизирано топлоснабдяване;
2) източниците на изкопаеми горива, които получават субсидии или не отчитат отрицателните въздействия, създават несправедливи условия за ВЕИ;
3) техническите предизвикателства включват остаряването на мрежите и преминаването им към нискотемпературни условия на работа;
4) неефективност, дължаща се на преоразмеряване, скрита от лошо функциониращи сгради;
5) непоследователните и несигурни политики могат да предизвикат нестабилност и фрагментация на пазара, което подкопава инвестициите в нови проекти.

За повече информация за новите поколения мрежи, необходимите инвестиции и европейски възможности за финансиране на проекти разгледайте:  Интелигентни топлинни мрежи в Европейския съюз