С момента своего замысла в 2003 году Бирмингемская окружная энергетическая схема продолжает расширяться и играет все более важную роль в стратегии городского совета Бирмингема по изменению климата, которая направлена на сокращение выбросов углекислого газа на 60% к 2025 году. Этой энергетической схемой владеет и управляет компания Cofely District Energy, которая работает в партнерстве с городским советом Бирмингема, Университетом Астона и детской больницей Бирмингема под названием Birmingham District Energy Company Ltd (BDEC). Более подробно об энергетической системе города, которая позволит не только получать тепловую энергию, но и влиять на окружающую среду, делая ее более безопасной, читайте на birminghamname.com.
Крупномасштабное энергоснабжение в Бирмингеме
Эта схема была задумана в ответ на давнее видение городского совета Бирмингема и Университета Астона по развитию крупномасштабного энергоснабжения в центре Бирмингема. Перед тем было проведено глобальное исследование вопроса, которое включало посещение и знакомство с другими схемами введенными в стране. В общем все началось в 2003 году с исследований вопроса, а также посещения Саутгемптонской районной энергетической системы. Именно тогда были взяты за основу две схемы, речь о Брод-стрит и Истсайд. В итоге согласно инновационной схеме закупочные тендеры на поставку были объявлены совместно местными властями и Университетом Астона. К тому же в качестве партнера была выбрана Cofely District Energy. Поэтому первое соглашение на 25 лет о поставках энергии между партнерскими организациями было подписано в 2006 году, а соглашение об энергетических услугах согласно Истсайдской схемы было подписано в 2008-2009 году, также на 25 лет.
Это, так называемая, схема тригенерации, которая производит тепло, электроэнергию и охлажденную воду, активно используя широкомасштабные технологии комбинированного производства тепла и электроэнергии, используя обычные котлы для «дополнения», режима ожидания и повышения устойчивости. Электроэнергия из всех когенерационных установок используется непосредственно через частные провода в каждое из зданий или на каждую площадку. Охлажденная вода генерируется абсорбционными холодильными установками, которые питаются теплом от ТЭЦ и котельной. В целом Бирмингемская схема позволяет не выбрасывать в атмосферу более 12 000 тонн углекислого газа в год, если сравнивать с традиционными системами. Следует напомнить, что согласно стратегии изменения климата городского совета Бирмингема, сокращение выбросов углекислого газа до 2025 года должно уменьшиться на 60%.
Финансовые сбережения для схем разрабатываются на основе стоимости всего срока службы и сохраняются в течение всего контракта путем индексации сборов к национальным ценам на топливо, индекса розничных цен и тому подобное. По мере расширения схемы любые доходы будут распределяться с основными клиентами на 100%. В настоящее время клиентами являются Международный конференц-центр, Barclaycard Arena, Библиотека Бирмингема, Бирмингемская детская больница, а также жилые и учебные здания в кампусе Астон и муниципальные дома.
Новые участники программы
Благодаря значительной экономии финансовых ресурсов и уменьшению выброса углекислого газа эта схема быстро расширилась, чтобы обеспечить несколько частных разработок сторонних организаций. В 2013 году специально построенный завод начал снабжать энергией с низким содержанием углерода здание Бирмингемской библиотеки и театра REP. Он подключен к действующей схеме Broad Street для экспорта и импорта тепла, тем самым добавляя дополнительной мощности и устойчивости системе.
В 2016 году, была успешно подключена теплосеть Broad Street к недавно отремонтированной станции Birmingham New Street Station. В рамках проекта был установлен новый когенерационный двигатель мощностью 1,6 МВт, который обеспечивает как BNSS, так и новый флагманский магазин John Lewis Partnership теплом и электроэнергией с низким содержанием углерода. Подключение к станции и магазину Джона Льюиса позволило соединить существующие схемы, объединив районные сети Брод-стрит и Университет Астона с помощью ~1,5 км предварительно изолированных подземных труб.
С самого начала замысел заключался в том, чтобы расширить три основные схемы, и благодаря значительной финансовой экономии и уменьшению выбросов углекислого газа для потребителей, система быстро выросла с момента своего создания и продолжает развиваться с добавлением новых клиентов и внедрением низкоуглеродных технологий. Поэтому схему также распространяют на несколько зон регенерации по всему городу, и, наконец, все эти «подсхемы» будут связаны между собой для повышения устойчивости и максимизации возможностей энергосбережения.
Как все работает, роль ТЭЦ
Горячая и охлажденная вода из этих энергетических центров распределяется через подземные сети трубопроводов, которые соединяют ряд зданий на Брод-стрит и вокруг нее. По мере расширения схемы в стратегических разработках были созданы дополнительные спутниковые энергетические центры, они соединили схему, объединив ее в сети, обслуживающие основные здания вдоль Брод-стрит.
Электроэнергия, производимая ТЭЦ в энергетических центрах, используется для компенсации части электроэнергии, потребляемой из сети зданиями в схеме.
Схема позволяет уменьшить углеродные выбросы на 3800 тонн углекислого газа в год, и эта цифра будет расти, когда к сети будут добавляться новые потребители. В свое время Бирмингемский городской совет добавил Cambridge & Crescent Towers к этой схеме, переоборудовав эти недорогие дома с электрическим отоплением для использования централизованного отопления. Таким образом выбросы еще уменьшились на более чем 340 тонн углекислого газа в год. Не говоря об экономии средств по сравнению с электрической системой отопления.
Устойчивость и новые источники энергии
Схемы централизованного энергоснабжения Бирмингема разработаны таким образом, чтобы быть по крайней мере такими же устойчивыми, как и традиционное снабжение. Например, если когенерационный двигатель отключен для планового или реактивного технического обслуживания, достаточно подпиточной и резервной установки для удовлетворения потребностей энергетической сети. BDEC достигает этого путем подключения и установки дополнительного котла или охлаждающей установки и обеспечения подключения к сети.
Городские районные энергетические сети также были разработаны для интеграции новых технологий, таких как топливные элементы и возобновляемые источники тепла, поскольку общий спрос на энергию и повышение эффективности делают эти технологии финансово жизнеспособными. BDEC ожидает добавить к схемам по мере подключения новых потребителей, существенное производство возобновляемой энергии. Это не только уменьшит выбросы, но и поможет защитить схему от дефицита ископаемого топлива в будущем.
К тому же Университетом Астона было создано новаторское партнерство с престижным Европейским исследовательским институтом биоэнергетики (EBRI), чтобы применить и включить его исследования и навыки на месте в общую схему Бирмингема. Это будет испытательный комплекс для изучения ряда альтернативных источников энергии, включая такие, как отходы из сточных вод, водоросли, сельскохозяйственные и городские отходы, а также посевы на маргинальных землях могут быть преобразованы в энергию для получения тепла и электричества.
Источники:
- https://www.powerengineeringint.com/decentralized-energy/district-energy/birmingham-uses-chp-and-trigeneration-in-district-energy-scheme/
- https://brumcitycentre.wordpress.com/wp-content/uploads/2014/11/birmingham-de-brochure-a4-single-page-for-page.pdf
- https://www.theade.co.uk/case-studies//birmingham-district-energy-scheme