Исследовательский проект: Хранение тепла для климатически нейтрального Берлина

Берлин находится на пути к климатической нейтральности, и одной из важнейших частей этого перехода является теплоснабжение города. Чтобы помочь городу достичь своей цели, Институт Райнера Лемуана (RLI), Институт эколого-экономических исследований (IÖW) и Институт защиты климата, энергетики и мобильности (IKEM) провели совместное исследование. Их выводы показали необходимость в крупных сезонных системах хранения тепла в Берлине.

Почему эти системы хранения тепла так важны? Они могут хранить дополнительное тепло в летние месяцы и использовать его зимой, когда спрос выше. При правильном типе хранения, в частности, при хранении тепла в водоносном слое, Берлин может стать менее зависимым от ископаемого топлива и снизить нагрузку на электросеть. Хранение тепла в водоносном слое сохраняет и восстанавливает тепло в изолированных слоях грунтовых вод.

«Хранение тепла позволяет нам использовать возобновляемую энергию более эффективно», — объясняет Мари-Клер Геринг из RLI. «Оно снижает зависимость от ископаемого топлива и разгружает энергетическую систему, что делает его необходимым для углеродно-нейтрального теплоснабжения в Берлине». Однако исследователи видят необходимость в действиях, касающихся доступности пространства, неопределенности в процессе утверждения и информации о геологических условиях.

Системы хранения тепла могут эффективно использовать местные отходящие тепловые и возобновляемые источники тепла, такие как центры обработки данных, тепло сточных вод или солнечная тепловая энергия. По мере роста цен на ископаемое топливо (из-за торговли квотами на выбросы и растущей степени электрификации в сфере теплоснабжения) хранение тепла становится все более привлекательным вариантом с экономической точки зрения.

Что касается крупномасштабного и краткосрочного хранения тепла, Берлин мог бы существенно увеличить долю возобновляемого тепла в общем объеме теплоснабжения. Долгосрочное хранение могло бы увеличить долю возобновляемого тепла и отработанного тепла примерно на пять процентных пунктов, учитывая емкость хранения до 440 гигаватт-часов. Между тем, краткосрочное хранение, такое как баки с горячей водой, могло бы стабилизировать электросеть и смягчить пиковые нагрузки, что сделало бы выгодным двух-трехкратное увеличение существующей емкости краткосрочного хранения.

В децентрализованных районных сетях водоносный слой может хранить до 33% годового тепла. Этот тип хранения особенно полезен для городских источников отработанного тепла, таких как центры обработки данных или канализационные системы, и имеет решающее значение, поскольку он полностью использует их энергию.

Одной из существенных проблем является ограниченное пространство для надземных хранилищ тепла, которые также сталкиваются с планировочными и юридическими препятствиями. Подземные решения, такие как хранение тепла в водоносном слое, являются многообещающей альтернативой, но геологическая пригодность Берлина для этого типа хранения все еще нуждается в исследовании. Одобренная сенатом геотермальная дорожная карта направлена ​​на восполнение этого пробела в знаниях.

В дополнение к этим техническим проблемам, неопределенность в процедурах утверждения и отсутствие прозрачности в административной практике могут помешать внедрению аккумулирования тепла. Расширение аккумулирования тепла может быть ускорено политическим толчком, который определяет его как общественное благосостояние. Другие проблемы включают высокие инвестиционные затраты и технико-экономические препятствия, преобладающие в переходе к чистой энергии.

Результаты проекта дают бесценную информацию для планирования отопления в Берлине в целях достижения климатической нейтральности.