Прошлое и будущее слились воедино в новаторском проекте централизованного теплоснабжения Лемго

5 февраля 2024 г.

В центре города Лемго на северо-западе Германии бок о бок стоят фахверковые дома и привлекательные каменные здания. Тем не менее, чиновники планируют генерировать до 80 процентов необходимого городу централизованного теплоснабжения из возобновляемых источников — смелый план, который еще больше усложняется ограничениями в связи с историческим фондом зданий Лемго.

Обладая более чем 100-летним опытом в области машиностроения, включая проектирование и производство оборудования, компания GEA знает, что единственный способ добиться успеха в борьбе с выбросами CO₂ — это внедрять инновации, решать проблемы и работать с клиентами в целях эффективного преодоления препятствий на пути прогресса.

По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), на города приходится более двух третей мирового потребления энергии и три четверти выбросов углекислого газа, связанных с деятельностью человека. С быстрым развитием урбанизации централизованное теплоснабжение в городах стало одним из важнейших факторов, способствующих повышению экологичности городов. 

Централизованное теплоснабжение все чаще становится предпочтительным решением для новых жилых комплексов и общественных зданий. Тепловые насосы часто используются для получения тепла из возобновляемых источников и повышения эффективности его использования в рамках целых сообществ — как в жилых, так и в общественных зданиях. Централизованное теплоснабжение наиболее эффективно в районах с высокой плотностью населения. Это экологически чистая альтернатива теплоснабжению на ископаемом топливе.

Амбициозные планы для такого старинного города, как Лемго

Установка централизованного теплоснабжения наиболее экономична, если можно увеличить плотность подключения на существующих участках сети. Это не является абсолютным условием для установки, так как при новом освоении территории или изменении инфраструктуры можно обустроить эти участки с помощью эффективной технологии. Однако внедрить централизованное теплоснабжение в кварталах с исторической застройкой сложнее.

В центре города Лемго на северо-западе Германии бок о бок стоят фахверковые дома и привлекательные каменные здания. Тем не менее, чиновники планируют генерировать до 80 процентов необходимого городу централизованного теплоснабжения из возобновляемых источников — смелый план, который еще больше усложняется ограничениями в связи с историческим фондом зданий Лемго. С помощью инновационных технологий GEA город смог в значительной степени сократить выбросы углекислого газа и окончательно перевести свои коммунальные системы в XXI век.

Сеть централизованного теплоснабжения в Лемго была построена еще в 1960-х годах и сейчас протягивается через весь город более чем на 80 км. Первоначально сеть теплоснабжения была рассчитана на температуру потока около 120⁰C, чтобы можно было компенсировать высокие тепловые потери в зданиях того времени и плохую конструкцию радиаторов в отдельных зданиях. С тех пор технология теплопередачи получила значительное развитие. Уникальная система контроля температуры в сети централизованного теплоснабжения позволяет снизить температуру потока до 100⁰C зимой и при этом достаточно обогреть всю сеть, даже старинные исторические здания в центре города Лемго. 

Важные цели модернизации инфраструктуры и охраны природы

Многие из зданий Лемго внесены в списки исторических достопримечательностей и должны быть сохранены для будущих поколений. Вмешательство в конструкцию здания может быть осуществлено лишь в очень ограниченном объеме. Муниципалитет Лемго поставил перед собой задачу согласовать следующие цели для центра города:

• Достижение цели CO₂-нейтральности (декарбонизации).
• Сохранение исторического каркаса здания (реновация)
• Сохранение внешнего вида и привлекательности старого города для посетителей
• Сохранение/повышение привлекательности исторической части старого города как места для проживания (выявление / ведение реестра пустующих объектов)

Основные стратегии заключались в том, чтобы, с одной стороны, сделать теплоснабжение возобновляемым за счет централизованной системы, а с другой — использовать пустующие объекты, нуждающиеся в реновации, в новых целях. Кроме того, адаптация к влиянию климата в центре города будет осуществляться вслед за проектом централизованного теплоснабжения в рамках текущих проектов городского развития. 

Генерирование энергии с увеличенной вдвое эффективностью

Узнав об успешных результатах проектов компании GEA по использованию тепловых насосов в системах централизованного теплоснабжения на нескольких крупных объектах, в том числе на очистных сооружениях в Мальмеö и над станцией метро в Лондоне, муниципалитет города Лемго обратился к компании GEA с просьбой поставить два тепловых насоса в рамках системы современного теплоснабжения старинного города. 

Один тепловой насос извлекает тепло из городских очистных сооружений, а второй использует в качестве источника тепла отработанное тепло крупной ТЭЦ. Тепла, вырабатываемого большими тепловыми насосами, достаточно для обеспечения всего исторического центра города Лемго низкоуглеродным теплом. Это около 18 миллионов киловатт-часов тепла в год, что позволяет экономить 3 200 тонн выбросов CO2 ежегодно. 

Высокоэффективное преобразование тепла

Технология централизованного теплоснабжения по-прежнему является проверенным решением для многих городов по всему миру. В случае с Лемго наибольшее преимущество достигается за счет новой операционной стратегии, которая автоматически контролирует и регулирует систему. Эта стратегия обеспечивает постоянную работу теплового насоса в течение 7500 часов в год для получения максимальной отдачи. Тепло извлекается из сточных вод после прохождения этапов очистки на очистных сооружениях. Таким образом, предотвращается загрязнение теплообменников. Процесс очистки сточных вод также не нарушается из-за отвода тепла. 

Для достижения глобальной цели — полной декарбонизации к 2050 году — важно найти способы получения тепла без сжигания ископаемого топлива. Лемго — это хороший пример не только декарбонизации теплоснабжения, но и использования наилучших технологий, позволяющих свести к минимуму потребление электроэнергии.

И вновь, технологии для лучшего мира

Современные, эффективные аммиачные тепловые насосы GEA соответствуют принципу «технических разработок в целях создания лучшего мира» и позволяют наилучшим образом реализовать концепцию централизованного теплоснабжения. В сочетании с небольшим запасом возобновляемой электроэнергии возможности этой технологии огромны, поскольку она способна генерировать тепло из самых разных источников, включая воздух, землю, заводы, сеть метро, водоочистные сооружения и даже старые горные выработки. Затем это исходное тепло может быть доведено до необходимого уровня в целях обеспечения теплоснабжения и горячего водоснабжения непосредственно в жилых кварталах и общественных учреждениях экономически эффективным и абсолютно чистым способом. 

Заменяя котлы на ископаемом топливе тепловыми насосами, компания GEA может помочь городам стать более экологически чистыми за счет использования различных источников отработанного тепла для различных целей теплоснабжения и в то же время значительно сократить выбросы CO₂. Эксплуатация тепловых насосов с использованием натуральных хладагентов, в частности, аммиака, обеспечивает защиту озонового слоя и климата на будущее.