В будущем города станут отапливать и охлаждать с помощью CO2

Это первая подобная система в мире, добравшаяся до стадии проектного действующего образца. swissinfo.ch

Система отопления и кондиционирования воздуха, использующая в качестве теплоносителя углекислоту (её стоимость составила 4 млн франков), проходит сейчас испытания в Швейцарии на территории кампуса EnergypolisВнешняя ссылка. Это первая подобная система в мире, добравшаяся до стадии проектного действующего образца. У её разработчиков еще есть год, чтобы доказать, что данная технология нормально работает и годится для вывода на рынок.

Проблема модернизации систем отопления и кондиционирования воздуха в швейцарских жилых домах и офисных зданиях возникла задолго до войны России против Украины и появления на горизонте первых признаков возникновения возможного энергетического кризиса. Швейцария все еще отапливает свои дома соляркой, а тепло, выделяемое приборами и оборудованием, все еще без толку уходит в атмосферу. А между тем оно вполне могло бы использоваться там, где в этом тепле существует острая необходимость. То же самое касается и проблем, связанных с кондиционированием (охлаждением) воздуха. 

Созданная в Швейцарии так называемая anergy system позволяет потребителям обмениваться между собой, по сути, даровым теплом. Сегодня эта энергия транспортируется при помощи водопроводов. Однако гораздо перспективнее и экономичнее, как утверждают авторы упомянутого проекта, использовать в качестве теплоносителя двуокись углерода (CO2). В начале июня 2022 года они запустили первый опытный образец этой революционной технологии в трех зданиях на территории инновационного кампуса Energypolis, входящего в состав Высшей Школы прикладных наук Западной Швейцарии (HES-SO Valais-WallisВнешняя ссылка) в городе Сьон, кантон Вале. 

Ускорение энергетического перехода

Идея заменить воду на CO2 давно уже циркулирует в ученом мире, и это не случайно: такая технология позволяет использовать трубопроводы, которые значительно компактнее и гораздо дешевле в строительстве. Такие трубы можно легко проложить через весь город, подключив к ним все нужные здания. Кроме того, они не подвержены риску разморозки, чем страдают обычные водяные сети, и именно поэтому такую сеть не нужно глубоко закапывать. Ее можно легко интегрировать, например в тротуары, тем более что в Швейцарии плитку и бордюры не меняют каждые три месяца.

Подобная система, вкупе с интеллектуальной системой управления, способна любой город с энергетической точки зрения сделать едва ли не полностью автономным. Таково мнение Франсуа Марешаля (François MaréchalВнешняя ссылка), профессора Лозаннского политеха EPFL и одного из руководителей проекта. «Преимущество этой системы состоит в способности использовать в качестве источника тепла все то, что обычно выбрасывается в атмосферу. А мы теперь можем возвращать это тепло обратно. Это одно из самых значительных инженерных решений, способствующих реальной реализации процесса энергетического перехода (от ископаемых видов топлива к экологически чистым, возобновляемым источникам)».

«Город будущего будет отапливаться и охлаждаться именно с помощью CO2», — уверен Франсуа Марешаль. На разработку и создание опытного образца такой сети, мощность которой составляет около 500 кВт⋅ч, уже ушло два года. Они были потрачены на разработку и монтаж системы в натуральную величину. «В течение третьего года у нас будут идти испытания, в частности, мы замерим КПД сети и по итогам тестов уже более точно поймем, каковы ее эксплуатационные характеристики в сравнению с теплосетями на воде, идентичны ли они, лучше или хуже», — объясняет Джессен Пейдж (Jessen PageВнешняя ссылка), профессор HES-SO и один из авторов проекта.

Интерес из-за границы

«Этот этап испытаний также позволит замерить степень доверия к данной системе со стороны рынка. Если она продемонстрирует достаточную степень эффективности и безопасности, то это может стать для бизнеса весомым аргументом в пользу данной технологии», — подчеркивает Альберто Миан (Alberto Mian), исполнительный директор компании ExerGo, намеренной взять на себя риск вывести систему на рынок. По его словам, интерес к данной технологии уже проявил Дубай. 

Разработка тестовой демонстрационной установки проходит при финансовой поддержке кантона Вале и федерального центра, а также локальных партнеров из числа ведущих валезанских промышленников и предпринимателей. «Этот проект полностью соответствует целям швейцарской энергетической стратегии», — говорит Филипп Мюллер, руководитель отдела чистых энергетических технологий Федерального ведомства по делам энергетики (Bundesamt für Energie BFE, подразделение Министерства транспорта, энергетики и коммуникаций UVEK). Чиновник особо отмечает тот факт, что «в реализацию проекта вовлечены партнеры как из сферы науки, так и бизнеса, а это предвещает проекту хорошее будущее». 

В самом деле, как уже заявила местная энергопоставляющая компания Oiken, если все испытания пройдут успешно, то она будет готова взять на себя «полевую» реализацию проекта и внедрить его, в дополнение к уже существующим теплосетям, сначала в городском районе Сьона, прилегающем к центральному железнодорожному вокзалу, а затем и в более широком масштабе. Что касается научно-технических и инженерных компетенций, необходимых для корректного внедрения таких технологий, то тут Джессен Пейдж особенно не беспокоится. По его словам, «возможность создать такую городскую действующую сеть появится уже через два-три года, а к 2050 году можно было бы уже начать подключать к ней всех желающих. Кроме того, к середине века страна уже будет иметь достаточно специалистов, знающих как устанавливать подобные системы и как их обслуживать».