Инновация оптимизирующая энергопотребление в системах ЦО

Представлено усовершенствование для повышения энергетической эффективности районных систем охлаждения (DCS), демонстрирующее возможность утроения удельной мощности в сравнении с традиционными аккумуляторами холода, обеспечивая при этом ежегодную экономию средств, превышающую 10%.

Эксперимент, завершенный в конце лета 2021 года, был проведен на одной из ключевых станций централизованного охлаждения Keppel Infrastructure (KI) в Сингапуре, расположенной в бизнес-парке Changi. В данном техническом решении для аккумулирования тепловой энергии (TES) используется инновационный фазопереходный материал (PCM), способный абсорбировать и отдавать энергию охлаждения при переходе из жидкого состояния в твердое. Аккумулированный холод постепенно высвобождается в системе централизованного охлаждения, сглаживая пиковые нагрузки на охлаждение в коммерческих зданиях.

Данная TES была разработана совместно специалистами Национального университета Сингапура (NUS) и дочерней компанией KI — Keppel DHCS Pte Ltd (KDHCS). Финансирование проекта осуществлялось Управлением энергетического рынка (Energy Market Authority, EMA) в рамках программы грантов на разработку энергоэффективных систем, предоставленного в 2018 году.

Исследовательской группой NUS также создана лабораторная установка рекуперации холода, использующая энергию, выделяющуюся в качестве побочного продукта при регазификации сжиженного природного газа для производства электроэнергии. Полученную холодовую энергию можно накапливать и высвобождать, аналогично системе аккумулирования энергии, для балансировки спроса и предложения энергии по мере необходимости. Это применяется для компенсации колебаний выработки электроэнергии из возобновляемых источников, таких как солнечная энергия, в энергосистеме Сингапура.

По словам заместителя руководителя отдела энергетического планирования и развития в EMA Ральфа Фунга, данный пример ответственного партнерства демонстрирует, как тесное сотрудничество между промышленностью, научным сообществом и правительством способствует разработке решений, повышающих эффективность и устойчивость энергетического сектора, особенно в условиях значительного потребления энергии на охлаждение в жарком тропическом климате Сингапура.

Технология TES аналогична аккумулятору, позволяющему накапливать тепловую энергию и высвобождать её в нужный момент. Новая система TES специально разработана и сконструирована для устранения несоответствия между мощностями по производству холода и потребностями в нем. Это обеспечивает перераспределение энергии охлаждения для удовлетворения пиковых нагрузок наиболее энергоэффективным способом. Внедрение новой технологии TES на установках централизованного охлаждения KDHCS открывает широкие перспективы для реализации проектов с низким энергопотреблением, направленных на удовлетворение потребностей Сингапура в охлаждении.

Главный исследователь проекта, доцент Эрнест Чуа с факультета машиностроения NUS, подчеркнул это.

Исполнительный директор по новой энергетике в KI Чуа Йонг Хви отметил, что сотрудничество с NUS и EMA соответствует стратегии Keppel до 2030 года, в которой устойчивое развитие является приоритетом. Новое решение TES укрепит возможности KDHCS по удовлетворению потребностей в охлаждении крупных зданий и торговых центров Сингапура наиболее эффективным способом, благодаря использованию улучшенных материалов для хранения тепловой энергии, а также за счет восстановления и повторного использования ранее теряемой холодовой энергии. Эта инновация также потенциально может помочь снизить влияние от непостоянной генерации на электрическую сеть, когда будет интегрировано больше ВИЭ в общую местную энергосистему.

В рамках грантов по программе Energy Resilience Call от EMA в общей сложности в 2018 году было выделено 15 млн сингапурских долларов на разработку и внедрение семи энергетических инноваций, направленных на укрепление устойчивости энергетической системы Сингапура.

Для компании «АквилонСтройМонтаж», специализирующейся на строительстве и монтаже инженерных систем, в особенности систем отопления, вентиляции и кондиционирования, информация об инновационных решениях в области централизованного охлаждения является крайне актуальной. Учитывая глобальный тренд на повышение энергоэффективности и снижение углеродного следа, компания должна внимательно изучить опыт Keppel Infrastructure и Национального университета Сингапура по внедрению систем аккумулирования тепловой энергии (TES) на базе фазопереходных материалов (PCM).

Первоочередным шагом для «АквилонСтройМонтаж» должно стать проведение анализа перспектив внедрения подобных технологий в российских условиях. Необходимо оценить экономическую целесообразность использования PCM в системах централизованного охлаждения, учитывая климатические особенности регионов, где компания ведет свою деятельность, стоимость электроэнергии и доступность материалов. Важно исследовать потенциал интеграции TES в строящиеся и реконструируемые объекты, оценив возможность снижения пиковых нагрузок на электросети и уменьшения затрат на электроэнергию для конечных потребителей.

«АквилонСтройМонтаж» следует рассмотреть возможность сотрудничества с научно-исследовательскими организациями и университетами, специализирующимися на разработке и внедрении энергоэффективных технологий. Совместные исследования позволят адаптировать зарубежный опыт к российским условиям и разработать собственные инновационные решения, учитывающие специфику отечественного рынка. Кроме того, компания может инициировать пилотные проекты по внедрению TES на базе PCM в своих проектах, чтобы получить практический опыт и оценить реальную эффективность технологии.

Учитывая растущий интерес к экологически чистым и энергоэффективным решениям в строительстве, внедрение инновационных технологий в области централизованного охлаждения может стать конкурентным преимуществом «АквилонСтройМонтаж». Компания сможет предлагать своим клиентам современные и экономически выгодные решения, соответствующие высоким стандартам экологической безопасности и энергоэффективности, что позволит укрепить свою позицию на рынке и привлечь новых заказчиков.