Профессор Биргитте Бак-Йенсен сообщает, что два проекта программы ЕС Horizon, SERENE и SUSTENANCE, активно содействуют местным энергетическим сообществам в освоении энергетического перехода. Эти инициативы направлены на укрепление энергетической автономии сообществ, которые начинают полагаться на собственные локальные ресурсы для достижения устойчивости и справедливости в энергоснабжении благодаря умным и гибким решениям.
Местные энергетические сообщества становятся ключевым элементом стратегии Европы по декарбонизации. Проекты SERENE и SUSTENANCE убедительно демонстрируют, что энергетическая устойчивость, доступность и экологичность могут успешно сочетаться, когда люди, политика и технологии действуют сообща.
Четыре года назад проекты SERENE и SUSTENANCE, финансируемые программой ЕС Horizon 2020, поставили перед собой амбициозную задачу: расширить возможности граждан, раскрыть потенциал гибкости местных электросетей и ускорить «зеленый» переход через создание умных, интегрированных локальных энергетических систем. Сегодня эти проекты привели к созданию надежных демонстрационных моделей, показывающих, как технологии, вовлечение общественности и политические инновации способствуют декарбонизации наших сообществ.
От голландского района Олст и датских деревень Сканнерборг до польского муниципалитета Пшивидз, результаты показывают, что местные энергетические системы могут быть умными, управляемыми гражданами и автономными. Эти системы интегрируют возобновляемые источники энергии, электромобильность, тепловые насосы, накопители энергии и интеллектуальное управление для балансировки спроса и предложения в режиме реального времени.
Местные энергетические сообщества функционируют по принципу «энергетических островов» — они взаимосвязаны с общей сетью, но оптимизированы на локальном уровне, балансируя собственное потребление энергии с генерацией из возобновляемых источников и умной гибкостью. Будь то снабжение электробусов в Польше, питание общественных тепловых насосов в Дании или совместное использование излишков фотоэлектрической энергии в Нидерландах, эти сообщества доказывают, что устойчивое энергетическое будущее начинается на местном уровне.
Гибкость, достигнутая на уровне сообществ, облегчает работу более крупных энергосистем. Локальные «энергетические острова» могут выступать партнерами для общей сети, предлагая вспомогательные услуги, такие как сглаживание пиковых нагрузок, регулирование напряжения и управление спросом — услуги, которые традиционно предоставлялись только крупными поставщиками.
Центральным элементом проектов является трансформация граждан из пассивных потребителей энергии в активных участников. Благодаря демонстрационным мероприятиям жители становятся «просьюмерами», то есть одновременно потребителями и производителями энергии, и даже «флексюмерами» — теми, кто обеспечивает гибкость для поддержки местной сети с помощью умных устройств, электромобилей и систем хранения. «Флексюмеры» идут дальше традиционных «просьюмеров», активно способствуя стабильности сети. Смещая потребление с пиковых часов или отдавая накопленную электроэнергию во время дефицита, эти активные граждане представляют будущее децентрализованных энергетических систем.
Разработанная в Дании система управления энергией сообщества (CEMS) действует как интеллектуальный центр энергетического сообщества. Она отслеживает местное производство, потребление и цены на электроэнергию, а также координирует работу устройств, таких как зарядные станции для электромобилей, тепловые насосы и аккумуляторы, для оптимизации энергопотоков и снижения затрат. В Польше аналогичные решения EMS используются в общественных зданиях для координации работы солнечных панелей на крышах, систем хранения и гибких нагрузок, таких как тепловые насосы и зарядка электромобилей. В Индии системы EMS адаптированы для сельских микросетей и умных зданий, управляя доступом к энергии и ее надежностью в районах со слабым или отсутствующим подключением к сети.
В датских деревнях системы Thermonet обеспечивают низкотемпературное отопление через общие геотермальные контуры и общественные тепловые насосы. Интегрированное управление гарантирует эффективную работу с учетом доступности солнечной энергии, прогнозов погоды и потребностей пользователей. Индийские пилотные проекты в сельской местности используют многофункциональные тепловые насосы (MUHP), которые обеспечивают отопление, охлаждение и сушку для сельскохозяйственных нужд, делая тепловую гибкость ключевым фактором устойчивого жизнеобеспечения.
Электромобильность создает новые вызовы для местных сетей, особенно при неконтролируемой зарядке. Университет Ольборга в Дании разработал системы зарядки электромобилей, которые адаптируются как к предпочтениям пользователей, например, времени отправления, так и к сигналам сети, например, напряжению или ценам. Пользователи взаимодействуют через приложения, чтобы обеспечить экономичную или низкоуглеродную зарядку. Первоначальные тесты показывают, что умные алгоритмы помогают максимизировать использование возобновляемых источников энергии и избежать дорогостоящей модернизации сетей. В лаборатории SlimPark Университета Твенте девять умных зарядных станций согласовывают зарядку электромобилей с локально генерируемой электроэнергией от солнечных панелей на крыше и аккумуляторных батарей, тем самым повышая местную самодостаточность. Польша внедряет аналогичную умную зарядку для муниципальных автопарков и зданий. В Индии зарядка электромобилей интегрирована в солнечные и гибридные солнечно-ветровые микросети постоянного тока в сельских районах, не подключенных к сети или имеющих слабое сетевое соединение.
Для снижения нагрузки на сеть и улучшения использования возобновляемых источников энергии в проектах были внедрены технологии теплового и аккумуляторного хранения. В Дании тепловые баки с использованием материалов с фазовым переходом (PCM) улучшают удержание тепла за счет хранения скрытой теплоты, что делает их хорошо подходящими для низкотемпературных систем, таких как Thermonet. В польском примере общественное здание, представляющее собой комплекс школы и спортивного центра, объединило солнечные панели на крыше с большими аккумуляторными системами для снижения пиковых нагрузок, поддержки автономной работы и передачи данных в реальном времени для оптимизации EMS. Индийские пилотные проекты идут дальше, интегрируя биогазоэлектрические гибриды как для производства электроэнергии, так и для чистого приготовления пищи. Аккумуляторные батареи емкостью до 290 кВтч накапливают солнечную и ветровую энергию в отдаленных деревнях, заменяют дизельные генераторы и обеспечивают гибкое использование энергии для сельского хозяйства, образования и здравоохранения.
Хотя передовые технологии делают энергетические системы умнее, именно люди делают их по-настоящему устойчивыми. В проектах SERENE и SUSTENANCE социальные инновации оказались столь же важными, как и техническое развитие. Эти проекты подчеркивают, как развитие диалога, доверия и совместного владения может превратить пассивных потребителей энергии в активных и полномочных участников сообщества. Расширение социальных прав и возможностей — это не просто дополнение, это двигатель, который приводит в действие местные энергетические переходы.
В Сканнерборге, Дания, путь к местным решениям в области отопления начался с открытого диалога. Муниципалитет пригласил жителей деревень, не имеющих централизованного отопления, на общественные собрания, предложив им технические варианты, инструменты планирования и поддержку для изучения коллективных альтернатив отопления, таких как Thermonet и общие тепловые насосы. Эти встречи не просто информировали, они активизировали. Жители начали формировать энергетические группы, координироваться через социальные сети и совместно подавать заявки на финансирование, создавая прочную основу для долгосрочных энергетических действий, управляемых сообществом.
Эко-деревня Aardehuizen в Олсте, Нидерланды, продемонстрировала силу устоявшихся социальных сетей. Обладая твердой приверженностью устойчивому развитию и самодостаточности, жители охотно сотрудничали в разработке и тестировании энергетических решений. Они совместно разрабатывали панели управления энергопотреблением, позволяли исследователям тестировать системы управления котлами в своих домах и организовывали рабочие группы для управления своей инфраструктурой. Их стойкость, открытость и техническое любопытство значительно ускорили инновации, предоставив ценные знания для команды проекта и будущих внедрений.
Построение доверия имело важное значение, особенно при установке экспериментальных устройств или сборе данных об использовании. Местные координаторы выступали в качестве связующего звена между жителями и исследователями, а семинары по совместному проектированию помогли гарантировать, что решения соответствуют реальным потребностям пользователей. Как в голландских, так и в польских демонстрационных проектах доверие привело к более тесному сотрудничеству. Некоторые жители помогали устанавливать устройства, устранять неполадки в системах и даже участвовали в разработке некоторых аспектов решения. Когда сообщества чувствуют свою причастность, участие переходит от пассивного к проактивному.
Не все сообщества одинаково готовы к взаимодействию с новыми энергетическими системами. Поэтому команды проектов оценивали уровни социальной готовности (SRL) для каждого объекта и соответствующим образом адаптировали свои стратегии вовлечения. Сообщества с высоким уровнем SRL сосредоточились на настройке интеллектуальных систем управления и оптимизации гибкости. Напротив, сообщества с более низким уровнем SRL получали более базовую поддержку, информационные кампании, упрощенные интерфейсы и помощь в создании местных энергетических групп. Такой гибкий подход обеспечил продвижение всех сообществ по их энергетическому пути, независимо от отправной точки.
Проекты SUSTENANCE и SERENE предоставили значительные знания о том, как социальные и технические инновации могут способствовать созданию устойчивых локальных энергетических сообществ. На демонстрационных площадках в Европе и Индии были развернуты, протестированы и интегрированы с CEMS гибкие технологии. Результаты показывают, что индивидуальные внедрения и участие граждан являются залогом успеха. Уроки, извлеченные из полевых демонстраций, указывают на то, что гибкое управление энергией может оптимизировать собственное потребление, снизить пиковый спрос и повысить надежность сети. Проекты в Дании и Нидерландах продемонстрировали, как домохозяйства могут стать активными игроками в энергетических системах, будучи оснащенными умными устройствами и удобными интерфейсами. Индийские объекты показали, что доступ к энергии, при условии местного владения и адаптации, может принести значительные социальные выгоды: от освещения и чистого приготовления пищи до холодильного хранения для сельского хозяйства.
В Польше замена газовых систем для приготовления горячей воды на тепловые насосы, подключенные к сетям централизованного теплоснабжения, значительно повысила безопасность, комфорт и способствовала декарбонизации. Между тем, проблемы цифровой интеграции на различных объектах, особенно там, где существует устаревшая инфраструктура, подчеркивают необходимость стандартизации и совместимости. Демонстрационные мероприятия также показали, что, хотя многие сообщества мотивированы экологическими соображениями, такие инструменты, как динамические тарифы, наглядные панели управления и совместно разработанные интерфейсы EMS, дополнительно стимулируют участие пользователей. Гибкость энергопотребления была достигнута без ущерба для комфорта, а участие на уровне сообщества было усилено за счет прозрачной коммуникации и совместного использования выгод.
Проекты представили многоуровневую дорожную карту к энергетической автаркии, варьирующуюся от полной независимости от сети в сельской Индии до совместного использования аккумуляторных хранилищ и коммунальных фотоэлектрических систем в городской Европе. Большинство европейских объектов перешли от традиционной зависимости от сети (Уровень 5) к взаимосвязанным, частично автономным системам (Уровень 6), с амбициями достижения полной автаркии (Уровень 7). Перспективы тиражирования опыта являются многообещающими. Несмотря на местные различия, ключевые факторы успеха включают доверие граждан, соответствующие структуры управления, гибкость законодательства и финансовые механизмы для совместной инфраструктуры. Технологии, такие как многофункциональные тепловые насосы, умная зарядка электромобилей и модульные системы EMS, могут быть адаптированы в различных географических условиях. Уроки, извлеченные на одном объекте, могут вдохновить на практические стратегии для других.
По итогам проектов рекомендуется устранять регуляторные барьеры, разрешать местную торговлю энергией и стимулировать услуги по обеспечению гибкости энергосистемы. При наличии четких правовых рамок и дизайна, ориентированного на граждан, местные энергетические системы могут стать опорой перехода к чистой энергии.
+ There are no comments
Add yours