Ciepłe przyjęcie obiecujących technologii zrównoważonego ogrzewania i chłodzenia
Ogrzewanie i chłodzenie odpowiada za zużycie około połowy ogółu energii zużywanej w całej Unii Europejskiej. Około 75 % tej energii nadal jest wytwarzane w wyniku spalania paliw kopalnych. W tej sytuacji jasne staje się, że zrównoważone ogrzewanie oraz chłodzenie może przełożyć się na znaczące ograniczenie emisji gazów cieplarnianych oraz złagodzenie zachodzących zmian klimatu. Rozwiązaniem może być grunt, na którym stoją budynki – może bowiem zapewniać ogrzewanie w zimie, a także chłodzenie w lecie. Wprowadzenie na szeroką skalę technologii ogrzewania i chłodzenia geotermalnego wiąże się jednak z szeregiem problemów technicznych i gospodarczych. Uczestnicy finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu Cheap-GSHPs zajęli się rozwiązaniem tych problemów i opracowali bezpłatne narzędzie wspomagające podejmowanie decyzji, które może pomóc potencjalnym użytkownikom w ocenie dostępnych opcji i możliwości.
Postęp technologiczny obniża koszty i zwiększa użyteczność
Adriana Bernardi, koordynatorka projektu, mówi: „Celem projektu Cheap-GSHPs było obniżenie całkowitych kosztów o 20–30 % dzięki opracowaniu lepszych projektów, a także dzięki instalacji bardziej wydajnych i bezpiecznych płytkich systemów geotermalnych”. W ramach projektu zespół opracował helikoidalne gruntowe wymienniki ciepła (GSHE), charakteryzujące się mniejszą średnicą zewnętrzną głowicy cieplnej, która ułatwia wiercenie na większe głębokości. Uzupełnieniem nowej konstrukcji wymiennika ciepła jest nowa metoda wiercenia na sucho. Zespół projektu Cheap-GSHPs opracował także koncentryczny stalowy helikoidalny wymiennik ciepła i usprawnił technologię montażu w pionowych otworach wiertniczych, co zaowocowało zgłoszeniem patentowym. Realizacja projektów pilotażowych na terenie całej Europy w celu weryfikacji działania obu nowych technologii wykazała, że zastosowanie nowatorskich rozwiązań skutkuje usprawnieniem wymiany energii cieplnej o 20–40 % w porównaniu z obecnie dostępnymi rozwiązaniami. W ramach projektu powstała także innowacyjna pompa ciepła wykorzystująca dwutlenek węgla w roli czynnika chłodniczego terminali wysokotemperaturowych i rurociągów – zespół postanowił również wystąpić o ochronę patentową tego rozwiązania. Nowe rozwiązanie sprawia, że w celu dostosowania instalacji do niższych temperatur pomp ciepła wykorzystywanych z gruntowymi wymiennikami ciepła nie ma potrzeby wymiany konwencjonalnych grzejników oraz rurociągów. Pompa ciepła zainstalowana pod nadzorem UNESCO w Muzeum Technicznym im. Nikoli Tesli w Zagrzebiu pozwoli na znaczące obniżenie kosztów renowacji i modernizacji budynków, w szczególności obiektów historycznych i kulturalnych.
Przystępne rozwiązanie dla ekspertów i osób nietechnicznych
Jednym z najważniejszych elementów systemu wspomagania decyzji opracowanego w ramach projektu Cheap-GSHPs było oprogramowanie i narzędzia do modelowania upraszczające proces optymalizacji projektu. System ten stanowi pierwsze tego rodzaju kompleksowe rozwiązanie pozwalające na prowadzenie badań wykonalności płytkich instalacji geotermalnych, obejmujące ocenę możliwości wykonania odwiertu, dane klimatyczne, obciążenia budynków, dobór rozmiaru pompy i wymienników ciepła, a także kwestie regulacyjne. Jak twierdzi Bernardi: „Bazy danych oraz udostępnione narzędzia umożliwiają tworzenie map EUR/kW, dzięki którym możliwe jest porównanie wymienników ciepła opracowanych w ramach projektu Cheap-GSHPs z tradycyjnymi rozwiązaniami, co pozwala na ocenę wykonalności i opłacalności rozwiązań opartych na płytkiej energii geotermalnej”.
Płytka energia geotermalna zapewni zrównoważoną przyszłość
Jednym z najważniejszych sposobów na zwiększenie korzyści płynących z zastosowania nowatorskiej technologii jest zwiększanie świadomości społecznej. Z tego powodu zespół projektu opracował broszurę techniczną oraz dostępną w ośmiu językach instrukcję szkolenia technicznego, a także podręcznik techniczny w trzech językach poświęcony budynkom historycznym. Wszystkie te publikacje oraz system wspomagania decyzji są dostępne bezpłatnie na stronie internetowej projektu. Kolejnym innowacyjnym i nietypowym działaniem zespołu było zaoferowanie darmowych warsztatów i kursów szkoleniowych w wielu krajach Europy, prowadzonych w językach poszczególnych krajów. Jak podsumowuje Bernardi: „Dzięki projektowi Cheap-GSHPs rozwiązania w zakresie płytkiej energii geotermalnej stały się bardziej przystępne cenowo w regionach, w których koszty odwiertów są wyższe z powodu struktury gruntu – stało się tak ze względu na obniżenie kosztów inwestycji o 20–30 %”. W ramach projektu powstała również nowatorska pompa ciepła, która pozwala na modernizację istniejących i historycznych budynków. Udostępniono także system wspomagania decyzji. Wszystkie opracowane w ramach projektu Cheap-GSHPs innowacyjne, tanie oraz charakteryzujące się dużą sprawnością energetyczną technologie i narzędzia mogą znacznie zwiększyć popularność energii geotermalnej i obniżyć emisje CO2 związane z ogrzewaniem i chłodzeniem zarówno starych, jak i nowych budynków w całej Europie.
Słowa kluczowe
Cheap-GSHPs, ciepło, energia, geotermalna, koszty, chłodzenie, ogrzewanie, płytkie, budynki, system wspomagania decyzji, DSS, instalacja, pompa ciepła, narzędzia, historyczne, wiercenie, odwiert, gruntowe wymienniki ciepła, GSHE, koncentryczne stalowe, helikoidalne gruntowe wymienniki ciepła, emisje, patent
