Nowoczesne systemy pomogą w zarządzaniu siecią ciepłowniczą i obniżą rachunki za ogrzewanie. Pomogą w tym m.in. modele matematyczne opracowane przez naukowców

Branża energetyczna sięga po inteligentne technologie, aby usprawnić przestarzałe systemy ciepłownicze i precyzyjniej rozliczać klientów ze zużytej energii. Powstają matematyczne modele termiczne, które pozwolą zautomatyzować proces zarządzania podstacją cieplną oraz systemy gamifikacyjne, które nauczą klientów, jak prawidłowo ogrzewać mieszkania. Do walki włączają się także lokalne samorządy, które przeprowadzają audyt cieplny budynków oraz architekci, którzy projektują budynki spełniające wyśrubowane standardy cieplne.

– Jako ciepłownictwo mamy problem z tym, żeby dobrze rozliczać mieszkańców, szczególnie mieszkańców bloków. W Polsce przyjęło się rozliczanie za metr kwadratowy powierzchni mieszkania. A to nie do końca się sprawdza, szczególnie dla mieszkań umieszczonych na brzegach budynków, w wielkiej płycie, gdzie trzeba dostarczyć dużo energii cieplnej. Prowadzi się dużo dyskusji na temat tego, w jaki sposób to ciepło jest przekazywane między ścianami, jakie parametry trzeba brać pod uwagę, a co wystarczy pominąć albo zaznaczyć – mówi agencji informacyjnej Newseria Innowacje Adrian Bukowski z firmy Fortum.

Obecne systemy pomiarowe pozostawiają wiele do życzenia w kwestii dokładności pomiarów. Te prowadzone są w oparciu o informację na temat temperatury zewnętrznej, nie monitorując takich parametrów jak siła wiatru, opady czy poziom nasłonecznienia. Równie nieprecyzyjne są systemy pomiaru zużycia energii cieplnej w poszczególnych lokalach, gdyż nie uwzględniają np. ciepła wytwarzanego przez urządzenia elektryczne obecne w ogrzewanym lokalu.

Firma Fortum, chcąc rozwiązać ten problem, wdraża w życie matematyczny model termiczny budynku. Rozwiązanie zaprezentowane podczas konferencji European Study Group with Industry (ESGI) zakłada wykorzystanie inteligentnego systemu kontroli podstacji cieplnej, który w czasie rzeczywistym analizowałby komfort termiczny właścicieli mieszkań i uwzględniał ich indywidualne potrzeby. Najistotniejszym elementem systemu byłoby narzędzie do inteligentnego rozdzielania kosztów ogrzewania w oparciu o realną dystrybucję ciepła w danym budynku.

W trakcie ESGI przedstawiciele Fortum zaproponowali także wdrożenie modelu grywalizacyjnego rozliczania energii, zachęcającego użytkowników do zoptymalizowania procesu zarządzania zużyciem energii cieplnej w ramach indywidualnego gospodarstwa domowego.

– Rozmawiamy o projekcie gamifikacji, czyli takiego zaangażowania użytkowników mieszkań w zrozumieniu, kto im dostarcza ciepło, jak mogą optymalnie używać tego ciepła, co mogą zrobić, żeby zaoszczędzić. Mamy już przygotowaną infrastrukturę i aplikację mobilną, w której możemy zaimplementować gamifikację, czyli system zachęt, pewnego rodzaju rywalizacji, ale też współpracy w ramach różnych grup, w ramach budynku, w ramach wspólnoty mieszkaniowej. Zostanie to zaimplementowane w tym roku, natomiast projekt dystrybucji ciepła to zadanie na 2–3 lata – przewiduje ekspert.

Wysokie koszty ogrzewania wynikają nie tylko z niewłaściwego korzystania z systemów grzewczych, lecz także z niskiej efektywności cieplnej wielu starszych budynków. Pracownicy Wydziału ds. Jakości Powietrza Urzędu Miasta Krakowa walczą z tym problemem za pośrednictwem cyklicznego programu bezpłatnych badań kamerą termowizyjną. Mieszkańcy domów jednorodzinnych mogą przeprowadzić audyt, który wskaże miejsca największych strat cieplnych budynku. Badania pozwolą uszczelnić instalację termiczną i pośrednio zapobiec zużyciu zbyt dużej ilości energii.

W międzyczasie inwestorzy przygotowują się do wdrożenia nowych norm energooszczędności budynków, które wejdą w życie w 2021 roku. Firma Saint-Gobain wypracowała wytyczne technologiczne Multi Comfort, które mają pomóc architektom w projektowaniu budynków zbilansowanych energetycznie, zapewniające zarówno prawidłowe wygłuszenie akustyczne, jak i termiczne mieszkań, domów jednorodzinnych oraz obiektów użyteczności publicznej. Wdrożenie rygorystycznych norm energetycznych ma się przekładać na znaczącą redukcję kosztów utrzymania budynków.

Wykorzystanie systemów inteligentnych pozwoli zoptymalizować proces zarządzania energią cieplną. W pilotażowym projekcie TOGETHER, finansowanym z programu Interreg CENTRAL EUROPE i zrealizowanym w gminach Besko, Raciechowice oraz Żyraków, 9 budynków użyteczności publicznej wyposażono w systemy pomiaru i rejestracji zużycia energii elektrycznej oraz cieplnej. W kolejnej fazie projektu w budynkach zainstalowane zostaną systemy automatycznego zarządzania zużyciem energii. Pozwolą one na bieżąco aktualizować m.in. plany cieplne i wypracowywać takie rozwiązania, które zapewnią największy komfort termiczny mieszkańcom przy zachowaniu jak najniższego wskaźnika zużycia energii cieplnej.

Nad modernizacją sieci ciepłowniczej przy wykorzystaniu technologii inteligentnych pracuje także warszawska firma Veolia. W ramach Inteligentnej Sieci Ciepłowniczej do 79 kluczowych obiektów wprowadzono systemy monitorujące m.in. ciśnienie i temperaturę instalacji grzewczych. Informacje pomiarowe zebrane w Centralnym Repozytorium Danych pomagają w automatycznym prognozowaniu funkcjonowania sieci. System w czasie rzeczywistym analizuje zapotrzebowanie mieszkańców i tak programuje działanie sieci, aby zagwarantować jak najwyższy komfort termiczny przy jak najmniejszych stratach energetycznych.

– Walczymy o lepsze wykorzystanie energii, w tym przypadku energii cieplnej przy ogrzewaniu mieszkań. Wiąże to się z tym, że oczywiście jak dostarczamy energię do mieszkań, to nie odbywa się to bez strat, więc rozumienie, gdzie te straty następują oraz jak energia rozchodzi się po budynku, jest dosyć istotne. Osobnym zagadnieniem z tym związanym jest kwestia, jak ludzie z tego ogrzewania korzystają, czyli jak bardzo np. rozkręcają kaloryfery, jak bardzo przegrzewają swoje mieszkania. Na tego typu projekty, gdzie matematyka jest wykorzystywana do rozwiązywania tego typu zagadnień, zapotrzebowanie jest duże i stale rośnie – zauważa dr Kamil Kulesza z Instytutu Matematycznego PAN.

Według analityków z firmy MarketsandMarkets wartość globalnego rynku sieci ciepłowniczych w 2018 roku przekroczyła 170 mld dol. Do 2023 roku wzrośnie do 203 mld dol. przy średniorocznym tempie wzrostu na poziomie 3,5 proc.