Międzynarodowe konsorcjum skupiające 22 partnerów z czterech krajów realizuje projekt badawczy, który ma pomóc w tworzeniu tzw. wysp energetycznych. W prace zaangażowani są m.in. naukowcy z Instytutu Maszyn Przepływowych im. Roberta Szewalskiego PAN.
Społeczności lokalne na całym świecie odpowiadają za znaczną część całkowitego, globalnego zużycia energii. Aby ograniczyć emisję dwutlenku węgla, konieczne jest opracowanie rozwiązań, które sprawią, że społeczności te będą zużywały energię w bardziej ekologiczny i wydajny sposób. Celem projektu SUSTENANCE jest zapewnienie zielonej transformacji w lokalnych społecznościach w Europie i Indiach poprzez wdrożenie zrównoważonych systemów
energetycznych. Przedsięwzięcie, którego budżet wynosi blisko 4 mln euro, finansowane jest z programu Horyzont 2020.
„Zielona transformacja” wymaga od obywateli zdecydowanego udziału oraz nauczenia się, w jaki sposób ich zachowanie może faktycznie wspomóc identyfikację praktycznych rozwiązań, tak aby odpowiednio dostosować poziom produkcji i zużycia energii, a tym samym zapewnić niezawodne jej dostawy, pomimo zwiększenia poziomu wykorzystania źródeł odnawialnych , które są przecież z natury niestabilne – tłumaczy koordynatorka projektu prof. Birgitte Bak-Jensen z Wydziału Energii Uniwersytetu w Aalborgu.
Ekologiczna transformacja
Potrzeby społeczności lokalnych w zakresie elektryczności, ciepła, wody, odpadów i transportu są wysokie. Naukowcy zamierzają uczynić lokalne źródła energii neutralnymi pod względem emisji CO2 poprzez bardziej optymalne wykorzystanie tych już dostępnych, opartych na energii odnawialnej. Integrując rozwiązania technologiczne, takie jak inteligentne sterowanie, magazynowanie i bilansowanie energii, chcą zapewnić wysoki stopień elastyczności dostaw zielonej energii. Efektywnie zintegrowane rozwiązania pomogą zwiększyć udział lokalnych odnawialnych źródeł, a tym samym przyczynią się do przejścia na zieloną energię.
Nowe pomysły testowane są na terenach doświadczalnych w Danii, Holandii i Polsce, a także na wybranych obszarach wiejskich w Indiach. Pomimo różnic ekonomicznych, społecznych i politycznych pomiędzy społecznościami z tych obszarów, chodzi o wykazanie, że te same rozwiązania technologiczne można dostosować w każdym indywidualnym przypadku. W ten sposób naukowcy chcą zapewnić możliwość ich powielania na całym świecie.
Zielona energia poprawi jakość życia
Kluczowym punktem projektu SUSTENANCE jest zwiększenie samowystarczalności lokalnych społeczności pod względem energetycznym oraz sprawienie, że energia będzie pochodziła ze stabilnych systemów energetycznych. Kolejną korzyścią jest potencjał poprawy jakości życia obywateli w tych społecznościach. Dwa z wybranych obszarów pilotażowych w Indiach to tereny wiejskie, na których wykorzystanie lokalnych mikrosieci zapewni zasilanie do pompowania wody, gotowania i ładowania e-riksz wykorzystywanych do transportu dzieci w wieku szkolnym. Poprawi to codzienne życie kobiet i dzieci.
Naukowcy przeanalizują również istniejące już rynki i ramy regulacyjne, tak aby zidentyfikować zarówno przeszkody, jak i warunki potrzebne do wprowadzenia zmian. Opracowane zostaną wytyczne dla nowych procedur zarządzania energią, aby pokazać, jak podnieść poziom świadomości obywateli i zwiększyć udział konsumentów w procesach zmian.
W niedalekiej przyszłości „nową normą” będzie taka, w której będziemy bardziej świadomi zależności
między najlepszym czasem na konsumpcję energii a czasem jej produkcji – wyjaśnia prof. Johann
Hurink z Uniwersytetu Twente w Holandii.
Polski wkład
W Polsce implementacja technologii wytwarzania, magazynowania i wykorzystania odnawialnych źródeł energii odbędzie się na terenie i przy współudziale Własnościowej Spółdzielni Mieszkaniowej im. A. Mickiewicza w Sopocie. Analizowana jest możliwość stworzenia i funkcjonowania lokalnego systemu energetycznego na miarę „wyspy energetycznej” oraz utworzenia lokalnej wspólnoty energetycznej. Dla jednego z budynków mieszkalnych zostanie przeprowadzona optymalizacja systemu zaopatrzenia w ciepłą wodę użytkową przy wykorzystaniu innowacyjnej powietrznej pompy ciepła zintegrowanej z lokalnym źródłem energii cieplnej. Pompa będzie odpowiedzialna za produkcję c.w.u. w obiekcie. Pozwoli na wyeliminowanie z systemu obecnie wykorzystywanych piecyków gazowych.
W oparciu o doświadczenia IMP PAN na polu mechaniki płynów oraz termodynamiki zostanie przebudowany istniejący w budynku węzeł cieplny. Inżynierowie dokonają analizy konstrukcji wodnego magazynu ciepła, który jednocześnie będzie pełnił funkcję kolektora rozprowadzającego c.w.u. Ze względu na przewidywane znaczne rozmiary (33 m wysokości), ważnym elementem będzie system monitorowania stanu konstrukcji kontrolujący kluczowe elementy magazynu. Prace prowadzone w ramach projektu obejmują też badania eksperymentalne i analizę wpływu prędkości, kierunku wiatru i wilgotności powietrza na działanie skraplacza pompy ciepła. Ważnym aspektem będzie określenie charakterystyk eksploatacyjnych pompy ciepła (parametrów temperaturowych, wydajności, drgań i hałasu) przy zmiennych warunkach pracy. Długoterminowym celem pozostaje eliminacja użycia gazu ziemnego i zwiększenie wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych do zasilania urządzeń i pojazdów.
To właśnie holistyczne podejście projektu do zagadnienia „zielonej transformacji” i związanych z nią rzeczywistych, niezbędnych rozwiązań technicznych, polegające na jednoczesnym uwzględnieniu czynnika ludzkiego, kwestii rynkowych, regulacyjnych i środowiskowych, zapewnią rzeczywiste wdrożenie rozwiązań, które zostaną wypracowane w projekcie SUSTENANCE – podkreśla prof. Birgitte Bak-Jensen.
W przedsięwzięciu, które zakończy się w grudniu 2024 roku, bierze udział 22 partnerów z Danii, Holandii, Indii i Polski. Naszymi przedstawicielami w konsorcjum są: Instytut Maszyn Przepływowych im. Roberta Szewalskiego Polskiej Akademii Nauk, Energa-Operator SA, STAY-ON Pawel Grabowski, Fundacja KEZO przy Centrum Badawczym Polskiej Akademii Nauk, Własnościowa Spółdzielnia Mieszkaniowa im. Adama Mickiewicza w Sopocie.
MK