spot_img

Zgrade kao energijski hubovi

Prema Institutu za performanse zgrada Evrope (BPIE), zgrade više nisu samo samostalne jedinice koje koriste energiju iz mreže, već aktivno doprinose tranziciji ka održivom energetskom sistemu. One postaju mikro energijski hubovi koji proizvode, troše, skladište i isporučuju energiju fleksibilnije nego ranije.

Piše:  Nejra Biber, dipl.ing.maš., Stručni saradnik/Odjel energije, CETEOR d.o.o. Sarajevo

Prema podacima Međunarodne agencije za energiju (IEA), operativne aktivnosti zgrada troše 30% ukupne globalne energije i odgovorne su za 26% globalnih emisija povezanih s energijom. Od toga, 8% emisija čine direktne emisije iz zgrada, a preostalih 18% čine indirektne emisije iz proizvodnje električne i toplote energije koje se koriste u zgradama. Zbog toga zgrade igraju važnu ulogu u ostvarenju ciljeva energetske tranzicije i klimatske neutralnosti [1].

Slika 1. Zgrada kao energijski hub (Izvor: BPIE)

Evropska komisija postavila je ambiciozne ciljeve za obnovu postojećih i izgradnju novih zgrada. Minimalni zahtjevi energijske efikasnosti i energijski zahtjevi za zgrade postaju sve strožiji, a upotreba efikasnih i obnovljivih tehnologija se ubrzava. Ipak, sektor mora brže napredovati kako bi se ostvario cilj neto nultih emisija do 2050. godine. Održivost postaje ključna tema pri projektovanju zgrada, s posebnim naglaskom na smanjenje emisija i troškova tokom cijelog životnog ciklusa. Zgrade bi trebale biti otporne na klimatske promjene, energijski efikasne, povezane s obnovljivim izvorima energije i po mogućnosti umrežene u šire energetske sisteme, dijeleći energiju unutar zajednice.

Prelazak sa centralizovanih na decentralizovane sisteme proizvodnje energije postaje sve važniji.  Tradicionalni sistemi, koji se oslanjaju na centralizovanu proizvodnju i dugotrajni prijenos energije do potrošača, suočavaju se s problemima visokih troškova, gubitaka energije i niske efikasnosti, a to otežava njihovu primjenu u budućnosti. Razvoj novih tehnologija omogućio je prepoznavanje prednosti integrisane energetske infrastrukture i doveo do brzog prelaska ka višeenergetskim sistemima. Primjenom optimalnih sistema moguće je ostvariti brojne tehničke, okolinske i ekonomske koristi. Koncept energijskih hubova predstavlja obećavajuće rješenje za optimalno upravljanje sistemima i postizanje održivih energetskih modela [2].

Energijski hub je sistem koji koristi više izvora energije za pretvaranje, skladištenje i distribuciju energije kako bi zadovoljio potrebe potrošnje. U ovim sistemima matrica pretvaranja energije se mijenja s vremenom i zavisno od utjecaja okoline (sunce, vrijeme, voda, gorivo) i ciljeva operatora. Različiti tipovi infrastrukture se koriste za proizvodnju, prijenos i distribuciju energije, pri čemu se fokus stavlja na kvalitet i ekonomičnost. Glavni izazov u efikasnom radu energijskih hubova je optimalno upravljanje cjelokupnim procesom. To zahtijeva praktičan sistem upravljanja koji koristi napredne algoritme optimizacije za koordinaciju i predviđanje rada svih elemenata sistema. Budućnost energijskih hubova zavisi od naprednih metoda optimizacije koje omogućavaju siguran, efikasan i ekonomičan rad ovih sistema [3].

Slika 2. Energijski hub (Izvor: SOLAR EDITION)

Zgrade kao energijski hubovi

Prema Institutu za performanse zgrada Evrope (BPIE), zgrade više nisu samo samostalne jedinice koje koriste energiju iz mreže, već aktivno doprinose tranziciji ka održivom energetskom sistemu. One postaju mikro energijski hubovi koji proizvode, troše, skladište i isporučuju energiju fleksibilnije nego ranije. Zgrade omogućavaju veću upotrebu obnovljivih izvora energije, čime značajno doprinose dekarbonizaciji. Također, zgrade mogu da kontrolišu svoju potrošnju kako bi se smanjila vršna opterećenja ili izbjegle sistemske vanredne situacije i time ostvarile značajne uštede, kao i povećana udobnost za korisnike. Uzimajući u obzir energijske karakteristike zgrada, njihova sposobnost da se prilagode potražnji je veća u onima sa visokom energijskom efikasnošću. Modeli koji integrišu upravljanje potražnjom, skladištenje i proizvodnju energije na licu mjesta, zajedno s pametnim kontrolama i aparatima, omogućavaju optimizaciju potrošnje energije bez ugrožavanja kvaliteta. Jednostavni komunikacijski interfejsi olakšavaju korisnicima upravljanje energijom, a dinamične cijene dodatno podržavaju efikasnost ovih rješenja. Međutim, da bi se postigla ova tranzicija, potrebna su inovativna rešenja koja će omogućiti zgradama da komuniciraju sa energetskim sistemom [4].

Iako je prerano za predvidjeti kako će se tržište razvijati, jasno je da ono prelazi iz faze inovacija u fazu rasta. To otvara nove prilike za kompanije da prilagode svoje proizvode i usluge novom tehnološkom okruženju. Sve više međunarodnih kompanija ulazi na tržište zgrada s kućnim baterijskim skladištima, stvarajući revoluciju u skladištenju energije. Mogućnosti skladištenja olakšaće promjene u potrošnji kroz pomjeranje opterećenja i uštede, a projekti zasnovani na baterijama će činiti značajan dio budućih investicija u skladištenje povezanih sa zgradama. Termalno skladištenje se posebno izdvaja jer je znatno jeftinije od skladištenja električne energije. Skladištenje tople vode je već poznata tehnologija koja se često koristi u kombinaciji sa solarnim tehnologijama. Osim toga, skladištenje toplote ili hladnoće u građevinskim elementima, kao što su zidovi i plafoni, ima veliki neiskorišteni potencijal, s obzirom na niske troškove i brz povrat investicije. Korištenjem termalnog skladišta, zgrade povezane sa sistemima daljinskog grijanja mogu smanjiti vršno opterećenje, kao i integrisati toplotu iz toplotnih pumpi pokrenutih fotonaponskim panelima, geotermalne i solarne energije, kao i otpadne toplote.

BPIE identifikuje deset principa koji zgradama omogućavaju da postanu energijski hubovi i koji bi trebali biti referentna tačka za redizajniranje energetskog sistema. Svi ovi principi su važni sami po sebi, ali imaju još veći uticaj kada se razmatraju zajedno. Prvi prioritet je maksimiziranje energijske efikasnosti zgrada, što predstavlja osnovu za uspješnu primjenu ostalih principa. Nakon primjene prvog principa, potrebno je primijeniti i ostale principe, kao što su integracija obnovljivih izvora energije, uvođenje fleksibilnosti u potražnji, poticanje kapaciteta za skladištenje energije, promocija električnih vozila, dekarbonizacija grijanja i hlađenja, i još mnogo toga [5].

Iako tehnologije za upravljanje potražnjom i skladištenje energije imaju veliki potencijal, još uvijek nisu dovoljno razvijene za tržište. Glavni izazovi uključuju potrebu za standardizovanim IT protokolima i modernim mjernim sistemima, kao i zabrinutosti potrošača o privatnosti podataka i udobnosti. Također, nedostatak saradnje između sektora zgrada i energetike može dodatno otežati situaciju. Potrošači će se teško odlučiti za korištenje ovih tehnologija ako nisu jednostavne za upotrebu. Odsustvo širokog društvenog prihvatanja i osećaja hitnosti usporava proces promjene ponašanja neophodan za brzo usvajanje ovih novih tehnologija.

Slika 3. Energijski hub (Izvor: Firan)

Iako je inovacija ključna za energetsku tranziciju, važno je pažljivo upravljati njenim posljedicama kako bi svi uključeni akteri bili zaštićeni od potencijalnih negativnih efekata, poput dodatnih troškova i poteškoća u prilagođavanju novim tehnologijama. Ključni akteri moraju strateški planirati i razviti regulatorni okvir koji podstiče integraciju upravljanja potražnjom, proizvodnju obnovljive energije i skladištenja u zgradama. Također, omogućavanje dinamičkih cijena za industrijske, komercijalne i stambene potrošače i prilagođavanje sistema pametnog mjerenja univerzalnim protokolima su važni koraci za potpuno uključivanje zgrada u energetski sistem kao aktivnih mikro energijskih hubova [4].

Kako se evropska politika usmjerava prema održivom razvoju, važno je prepoznati potencijal zgrada u ovoj tranziciji. Razvijanje podržavajućeg političkog okvira je ključno za uspjeh. Zgrade kao mikro energijski hubovi mogu značajno doprinijeti smanjenju emisija CO2, povećanju korištenja obnovljivih izvora i optimizaciji potrošnje energije. Sa pravilnom podrškom i inovacijama, zgrade mogu postati glavni akteri u transformaciji energetskih sistema.

Izvori

[1] International Energy Agency (IEA), “Buildings,” 2023. [Online]. Available: https://www.iea.org/energy-system/buildings.
[2] M. Mohammadi, Y. Noorollahi, B. Mohammadi-ivatloo and H. Yousefi, “Energy hub: From a model to a concept – A review,” 2017.
[3] S. H. E. Abdel Aleem, Z. M. Ali, A. F. Zobaa, M. Ćalasan and M. Rawa, “Energy hubs in modern energy systems with renewables and energy storage,” 2022.
[4] R. D’Aangiolella, M. De Groote and M. Fabbri, “NZEB 2.0: interactive players in an evolving energy system,” The REHVA European HVAC Journal, vol. 53, no. 3, pp. 52-55, 2016.
[5] “BPIE: buildings as energy-hubs,” Smart Efficieny Group , 18 June 2017. [Online]. Available: https://smartefficiency.eu/2017/06/08/bpie-buildings-as-energy-hubs/. [Accessed 15 September 2024].

POVEZANI ČLANCI

Comments

OSTAVITI ODGOVOR

Molimo unesite komentar!
Ovdje unesite svoje ime

NOVE OBJAVE