З моменту свого задуму у 2003 році Бірмінгемська окружна енергетична схема продовжує розширюватися і відіграє все більш важливу роль у стратегії міської ради Бірмінгема щодо зміни клімату, яка спрямована на скорочення викидів вуглекислого газу на 60% до 2025 року. Цією енергетичною схемою володіє та керує компанія Cofely District Energy, яка працює в партнерстві з міською радою Бірмінгема, Університетом Астона та дитячою лікарнею Бірмінгема під назвою Birmingham District Energy Company Ltd (BDEC). Більш докладно про енергетичну систему міста, яка дозволить не лише отримувати теплову енергію, але й впливати на навколишнє середовище, роблячи його безпечнішим, читайте на birminghamname.com.
Великомасштабне енергопостачання в Бірмінгемі
Ця схема була задумана у відповідь на давнє бачення міської ради Бірмінгема та Університету Астона щодо розвитку великомасштабного енергопостачання в центрі міста. Перед тим було проведено глобальне дослідження питання, яке включало відвідини й знайомство з іншими схемами запровадженими в країні.
Загалом все почалося у 2003 році з досліджень питання, а також відвідин Саутгемптонської районної енергетичної системи. Саме тоді було взято за основу дві схеми, мова про Брод-стріт та Істсайд. У підсумку згідно з інноваційною схемою закупівельні тендери на постачання були оголошені спільно, місцевою владою та Університетом Астона. До того ж як партнера було обрано Cofely District Energy. Відтак перша угода на 25 років про постачання енергії між партнерськими організаціями була підписана у 2006 році, а угоду про енергетичні послуги згідно Істсайдської схеми було підписано у 2008-2009 році, також на 25 років.
Ця, так звана, схема тригенерації, яка виробляє тепло, електроенергію та охолоджує воду, активно використовуючи широкомасштабні технології комбінованого виробництва тепла та електроенергії, використовуючи звичайні котли для «доповнення», режиму очікування та підвищення стійкості. Електроенергія з усіх когенераційних установок використовується безпосередньо через приватні дроти в кожну з будівель чи в кожен майданчик.
Охолоджена вода генерується абсорбційними холодильними установками, що живляться теплом від ТЕЦ і котельні. Загалом Бірмінгемська схема дозволяє не викидати в атмосферу понад 12 000 тонн вуглекислого газу на рік, якщо порівнювати з традиційними системами. Слід нагадати, що згідно зі стратегією зміни клімату міської ради Бірмінгема, скорочення викидів вуглекислого газу до 2025 року має зменшитись на 60%.
Фінансові заощадження для схем розробляються на основі вартості всього терміну служби та зберігаються протягом усього контракту шляхом індексації зборів до національних цін на паливо, індексу роздрібних цін тощо. У міру розширення схеми будь-які прибутки розподілятимуться з основними клієнтами на 100%. Наразі клієнтами є Міжнародний конференц-центр, Barclaycard Arena, Бібліотека Бірмінгема, Бірмінгемська дитяча лікарня, а також житлові та навчальні будівлі в кампусі Астон і муніципальні будинки.
Нові учасники програми
Завдяки значній економії фінансових ресурсів і зменшенню викиду вуглекислого газу ця схема швидко розширилася, щоб забезпечити кілька приватних розробок сторонніх організацій. У 2013 році спеціально побудований завод почав забезпечувати енергією з низьким вмістом вуглецю будівлю Бірмінгемської бібліотеки та театру REP. Він підключений до чинної схеми Broad Street для експорту та імпорту тепла, тим самим додаючи додаткової потужності та стійкості до системи.
У 2016 році тепломережа Broad Street була успішно підключена до нещодавно відремонтованої станції Birmingham New Street Station. У рамках проєкту було встановлено новий когенераційний двигун потужністю 1,6 МВт, який забезпечує як BNSS, так і новий флагманський магазин John Lewis Partnership теплом і електроенергією з низьким вмістом вуглецю. Підключення до станції та магазину Джона Льюїса дозволило з’єднати чинні схеми, об’єднавши районні мережі Брод-стріт та Університет Астона за допомогою ~1,5 км попередньо ізольованих підземних труб.
З самого початку задум полягав у тому, щоб розширити три основні схеми, та завдяки значній фінансовій економії та зменшенню викидів вуглекислого газу для споживачів, система швидко зросла з моменту свого створення та продовжує розвиватися з додаванням нових клієнтів і впровадженням низьковуглецевих технологій. Відтак схему також поширюють на кілька зон регенерації по всьому місту, і, зрештою, усі ці «підсхеми» будуть пов’язані між собою для підвищення стійкості та максимізації можливостей енергоощадження.
Як все працює, роль ТЕЦ
Гаряча та охолоджена вода з цих енергетичних центрів розподіляється через підземні мережі трубопроводів, які з’єднують низку будівель на Брод-стріт та навколо неї. У міру розширення схеми додаткові супутникові енергетичні центри були створені в стратегічних розробках, вони з’єднали схему, об’єднавши її в мережі, що обслуговують основні будівлі вздовж Брод-стріт.
Електроенергія, вироблена ТЕЦ в енергетичних центрах, використовується для компенсації частини електроенергії, споживаної з мережі будівлями в схемі.
Схема дозволяє зменшити вуглецеві викиди на 3800 тонн вуглекислого газу на рік, і ця цифра зростатиме, коли до мережі додаватимуться нові споживачі. Свого часу Бірмінгемська міська рада додала Cambridge & Crescent Towers до цієї схеми, переобладнавши ці недорогі будинки з електричним опаленням для використання централізованого опалення. Таким чином викиди ще зменшились на більш ніж 340 тонн вуглекислого газу на рік. Не говорячи про економію коштів, порівняно з електричною системою опалення.
Стійкість та нові джерела енергії
Схеми централізованого енергопостачання Бірмінгема розроблені таким чином, щоб бути принаймні такими ж стійкими, як і традиційне постачання. Наприклад, якщо когенераційний двигун відключено для планового або реактивного технічного обслуговування, достатньо підживлювальної та резервної установки для задоволення потреб енергетичної мережі. BDEC досягає цього шляхом підключення та встановлення додаткового котла чи охолоджувальної установки та забезпечення підключення до мережі.
Міські районні енергетичні мережі також були розроблені для інтеграції нових, технологій, таких як паливні елементи та відновлювані джерела тепла, оскільки загальний попит на енергію та підвищення ефективності роблять ці технології фінансово життєздатними. BDEC очікує додати до схем у міру підключення нових споживачів та суттєво підвищити виробництво відновлюваної енергії. Це не тільки зменшить викиди, але й допоможе захистити схему від дефіциту викопного палива в майбутньому.
До того ж Університетом Астона було створено новаторське партнерство з престижним Європейським дослідницьким інститутом біоенергетики (EBRI), щоб застосувати та включити його дослідження та навички на місці в загальну схему Бірмінгема. Це буде випробувальний комплекс для вивчення низки альтернативних джерел енергії, включаючи такі, як відходи зі стічних вод, водорості, сільськогосподарські та міські відходи, а також посіви на маргінальних землях тощо, можуть бути перетворені в енергію для отримання тепла та електрики.
Джерела:
- 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