Energia pre mesto budúcnosti
Mestečko Wolfhagen v Severnom Hesensku je jedným z energeticky najefektívnejších miest v Nemecku. To, čo sa tam už v malom rozsahu realizuje, by sa čoskoro mohlo stať realitou pre metropoly ako Frankfurt nad Mohanom.
energia-1.png
Wolfhagen sa nachádza v severnom Hesensku, medzi prírodným parkom Habichtswald a Long Forest. Pre mestečko sú typické hrazdené domy v strede. Žije tam asi 14 000 ľudí. V tejto idylickej idyle, ktorá sa na prvý pohľad javí ako kontemplatívna, v súčasnosti vzniká prototyp inteligentného mesta, ktoré minimalizuje svoju spotrebu energie inteligentným sieťovaním rôznych komponentov a pokrýva svoje potreby z obnoviteľných zdrojov.
Podľa Spolkovej agentúry pre životné prostredie (UBA) bol energetický sektor s približne 85 percentami v roku 2014 najväčším zdrojom antropogénnych emisií skleníkových plynov v Nemecku. V neposlednom rade z tohto dôvodu vyhlásilo spolkové ministerstvo pre výskum súťaž „Energeticky efektívne mesto“. Piati víťazi vrátane Wolfhagena dostanú každý počas piatich rokov päť miliónov eur. S podporou vedeckých odborníkov smeruje Severné Hesensko k prechodu energie v mestách. V apríli 2008 mestské zastupiteľstvo jednomyseľne rozhodlo o úplnom pokrytí dodávok elektriny z miestnych obnoviteľných energií do roku 2015. Tento cieľ sa dosiahol výstavbou komunálneho veterného parku na konci roku 2015. Ale to samo o sebe zďaleka nestačí.
Ďalšou technológiou, ktorá výrazne zvyšuje efektivitu spotreby energie, ale vo Wolfhagene sa na ňu nezaujíma, je napríklad kogenerácia. Plynové kúrenie s kombinovanou výrobou tepla a elektriny v suteréne vyrába nielen teplo, ale aj elektrinu. Takéto systémy dosahujú celkovú účinnosť viac ako 90 percent. Ďalšou možnosťou skladovania energie je princíp energie na plyn: Premenou elektriny na plyn sa môžu dlhodobo a vo veľkých množstvách uskladňovať obnoviteľné energie v chemickej forme. Vodné elektrolyzéry používajú elektrinu na elektrochemickú výrobu vodíka a kyslíka z vody. Vodík je možné integrovať do energetického systému rôznymi spôsobmi, napríklad ako palivo pre vozidlá s palivovými článkami alebo v plynových elektrárňach na výrobu elektriny a tepla.
Čím vyšší je podiel fluktuujúcich obnoviteľných energií, tým vyššie sú požiadavky na siete. Aby ste zaistili stabilitu siete, musíte v krátkom čase zosúladiť spotrebu a vstup. Predpokladom pre tieto aplikácie je inteligentná sieť, inteligentná energetická sieť. Cieľom nie je prispôsobiť výrobu dopytu, ako tomu bolo doteraz, ale naopak ovplyvňovať spotrebu elektriny podľa obnoviteľnej výroby (integrácia na strane dopytu). Z tohto dôvodu musia byť domáce spotrebiče a decentralizované zariadenia na skladovanie elektriny (napríklad elektrické automobily) účtované flexibilnejšie. „V nasledujúcom roku bude môcť prvých 35 domácností vo Wolfhagene používať tento systém,“ uvádza Sager-Klauß. Ak bude slnečnej alebo veternej energie prebytok, komunálne služby budú svojim zákazníkom signalizovať, že nastal správny čas na spotrebu elektriny. Inteligentné chladničky potom vychladnú, aby sa mohli neskôr na chvíľu vypnúť bez príliš vysokej teploty. Automaticky sa mohli aktivovať práčky. Cieľom systému flexibilných taríf je povzbudiť ľudí, aby spotrebovávali elektrinu, keď je jej dostatok - a zároveň sa ponúka lacnejšie.
»Elektrické vozidlá mohol ako Zdroj energie príp Vyrovnávacia pamäť konať. “
Na dopravu nezabudlo ani vo Wolfhagene. Komunálne služby okrem iného požičiavajú VW E-up! zainteresovaným občanom. Elektrické bicykle si môžete požičať a otestovať od spoločnosti EnergieOffensive Wolfhagen, ktorá je tiež partnerom projektu. Elektromobilita je vo všeobecnosti relevantnou súčasťou energetickej koncepcie budúcnosti. Po zavedení elektronických vozidiel - a čerpaní elektriny zo solárnych systémov alebo veternej energie - je individuálna motorizovaná doprava nielen úplne neutrálna z hľadiska CO2. Táto technológia má ďalšiu výhodu: Ak sa v budúcnosti viac rozšíria obnoviteľné energie, v prípade nadmerných kapacít budú potrebné veľké možnosti skladovania.
A práve tento potenciál majú elektronické autá. Dáva zmysel používať ich batérie na ukladanie veternej alebo slnečnej energie, ktorá v súčasnosti nie je potrebná. Boli by pripojení k elektrickej sieti na parkoviskách. Automobil by potom bolo možné nabiť alebo použiť ako dočasné úložisko prebytočnej slnečnej alebo veternej energie.
To znie ako sen o budúcnosti, ale v praxi sa už realizuje v rámci pilotných projektov: Napríklad toto leto predstavila spoločnosť Mitsubishi obojsmernú nabíjaciu stanicu založenú na princípe „vozidlo-k-sieti“ - auto ide online. To znamená, že elektrické vozidlo a fotovoltaický dom vybavený takzvaným rozhraním „power box“ môžu fungovať striedavo ako zdroj energie alebo ako vyrovnávacia pamäť. Dva elektrifikované typy vozidiel od Mitsubishi - čisto elektrický elektromobil a plug-in hybridný Outlander - sú na túto úlohu pripravené už vo výrobe. Na jazdu nevyužívajú celú kapacitu svojho úložiska. Elektrická energia, ktorá sa generuje v dome, napríklad solárnymi článkami na streche, sa môže nabíjať do batérie pohonu. Naopak, ak je to potrebné, elektrina sa dodáva späť do domu.
Metropola Frankfurt nad Mohanom si tiež stanovila ambiciózny cieľ do roku 2050 úplne pokryť svoje energetické potreby v sektoroch elektriny, tepla a miestnej dopravy pomocou obnoviteľnej energie z mesta a regiónu. „Naše výsledky výpočtov ukazujú, že cieľ úplného a bezpečného zásobovania mesta obnoviteľnými energiami je možné dosiahnuť, ak sa využije potenciál obnoviteľných energií z Frankfurtu a z polovice z regiónu,“ konštatuje Gerhard Stryi-Hipp. Expert vedie obchodnú jednotku Smart Energy Cities na Fraunhoferovom inštitúte pre solárne energetické systémy (ISE) a výpočty uskutočnil pre Frankfurt s dvoma kolegami. Mestu by stačilo získavať veternú energiu a biomasu zo štátu Hesensko z väčšej vzdialenosti. „Pretože však sebestačnosť vyžaduje inštaláciu veľmi vysokej kapacity elektrického úložiska, odporúčame jej 95-percentnú sebestačnosť,“ hovorí Stryi-Hipp. „To predstavuje dobrý kompromis medzi rozsiahlou sebestačnosťou a prijateľnými nákladmi na energiu, pretože kapacita zásobníka elektriny sa dá znížiť na štvrtinu.“