Vhodný energetický mix pro menší obce

Publikováno: 23. ledna 2020 / Aktualizováno: 17. srpna 2020 – Autor: Konrad Wolfenstein

Přepnout na anglickou verzi

Fraunhoferův nástroj pro energetickou transformaci obcí

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Solární energie, geotermální energie nebo fotovoltaika – která forma zásobování energií je pro komunitu nejvhodnější? Zástupci menších obcí čelí obrovskému množství informací, které často zhoršují stávající nejistotu. Nový online nástroj od Fraunhoferu nyní vrhá světlo na tuto složitou situaci a určuje individuálně optimální energetický mix, včetně dostupných možností financování.

© Open Data Thüringen | virtualcitySYSTEMS GmbH | Layout: Daniel Cebulla (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

Vizualizace poptávky po vytápění obce Neumark (486 obyvatel) na mřížce 100 x 100 m. Tmavé barvy označují vysokou poptávku po vytápění. Výsledky byly odhadnuty na základě konstrukcí budov.

Energetická transformace je tu. Zástupci malých obcí si však často nejsou jisti, jak by tato transformace pro ně mohla vypadat. Solární energie, fotovoltaika nebo geotermální energie? Co dává smysl a do jaké míry mohou tyto technologie přispět k zásobování obce energií? A co potenciální dotace?

Softwarový nástroj analyzuje potřeby a možnosti

A právě zde přichází na řadu nástroj z divize Applied Systems Technology AST Fraunhoferova institutu pro optotroniku, systémové technologie a zpracování obrazu IOSB, který vyvinuli výzkumníci v rámci projektu „Energetické technologie a ekonomické modelování modTRAIL“. „Náš software umožňuje starostům menších obcí dozvědět se o technických možnostech v oblasti energetické transformace a odpovídajících možnostech financování – přizpůsobených jejich konkrétní obci,“ říká Liane Rublack, vědkyně z Fraunhofer IOBS-AST. „Teplo a elektřina nemusí být vyráběny výhradně z obnovitelných zdrojů; nástroj se spíše spoléhá na energetický mix konvenčních a obnovitelných výrobních zařízení.“

Ve čtyřech pilotních obcích v Durynsku s méně než deseti tisíci obyvateli – konkrétně v Kahla, Werther, Neumark a Großobringen – výzkumníci již nástroj testují. Pro osoby s rozhodovací pravomocí v těchto obcích proces funguje následovně: Nejprve zadají název své obce a poté obdrží podrobné informace o poptávce po elektřině a teplu ve svém městě. Poté specifikují své preference pro budoucí dodávky elektřiny a tepla. Které technologie by chtěli využít a které by raději vyloučili? K dispozici je řada možností, jako je solární a větrná energie, akumulace elektřiny a tepla, kondenzační kotle na olej a plyn, tepelná čerpadla vzduch-voda a geotermální tepelná čerpadla. Nástroj se také ptá na preference týkající se dalších faktorů. Je prioritou minimalizace emisí CO2, nebo se spíše jedná o náklady na pořízení energie? V důsledku toho starostové a další osoby s rozhodovací pravomocí dostávají informace o tom, jak by mohl vypadat energetický a technologický mix, který by splňoval stanovené cíle, například sestávající z fotovoltaických systémů, akumulace elektřiny a tepla a kogeneračních jednotek. Informace zahrnují také náklady na instalaci a provoz, náklady na pořízení energie, množství emisí CO2 a možnosti financování.

„S naším nástrojem chceme začít a ukázat starostům malých obcí potenciál, který obnovitelné zdroje energie nabízejí jejich městům,“ vysvětluje Rublack. Výzkumníci z Fraunhofer IOSB-AST použili jako základ pro nástroj standardní profily zatížení domácností a časové řady dat pro obnovitelné zdroje energie poskytnuté Německou meteorologickou službou (DWD) – v tomto případě data z durynské meteorologické stanice poblíž Erfurtu-Weimaru. Potřebná data pro obce s méně než 10 000 obyvateli v Durynsku jsou již v systému uložena. Nástroj však lze s odpovídajícími daty použít i v jiných německých spolkových zemích.

Překonávání vstupních bariér

Tento optimalizační model bude integrován jako modul do online softwaru kolaborativního projektu TRAIL. Specifickým cílem kolaborativního projektu „Transformace ve venkovských oblastech (TRAIL)“ je poskytnout snadno použitelný nástroj, který motivuje velký počet menších obcí k intenzivnímu zapojení do problematiky efektivního zásobování energií. Projekt se zejména zaměřuje na překonání počátečních vstupních bariér, které jsou omezené z hlediska personálních a finančních zdrojů. Bude vyvinut online softwarový nástroj, který bude na základě primárně veřejně dostupných dat GIS, dat ze sčítání lidu a dalších existujících databází generovat počáteční data o spotřebě elektřiny a tepla v obcích a navrhovat doporučení pro další postup.

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Inovativní online nástroj TRAILstarter umožňuje zúčastněným obcím vyvíjet opatření pro regionální energetickou transformaci: www.trail-energie.de

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Solární energie, geotermální energie nebo fotovoltaika – která forma zásobování energií je pro danou komunitu nejvhodnější? Zástupci menších obcí čelí obrovskému množství informací, což v mnoha případech zvyšuje stávající nejistotu. Inovativní online nástroj od Fraunhoferu nyní vrhá světlo na tuto džungli a určuje optimální energetický mix pro každého jednotlivce, včetně možností financování.

© Open Data Thüringen | virtualcitySYSTEMS GmbH | Layout: Daniel Cebulla (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

Vizualizace poptávky po teple v obci Neumark (486 obyvatel) v mřížce 100 x 100 m. Tmavé barvy označují vysokou poptávku po teple. Výsledky byly odhadnuty na základě konstrukcí budov.

Energetický obrat je na spadnutí. Zástupci malých obcí si však často kladou otázku, jak by to pro ně přesně mohlo vypadat. Solární energie, fotovoltaika nebo geotermální energie? Co dává smysl a do jaké míry mohou tyto technologie přispět k zásobování obce energií? A co případné dotace?

Softwarový nástroj analyzuje potřeby a možnosti

A právě zde přichází na řadu nástroj z jednotky Applied Systems Technology AST Fraunhoferova institutu pro optroniku, systémové inženýrství a využití obrazu IOSB, který vědci vyvinuli v rámci projektu „modTRAIL energetické technologie a ekonomické modelování“. „S naším softwarem se starostové menších obcí mohou informovat o technických možnostech v oblasti transformace energetických systémů a odpovídajících dotacích – a tyto informace jsou individuálně přizpůsobeny obci,“ říká Liane Rublack, vědkyně z Fraunhofer IOBS-AST. „Teplo a elektřina nemusí být stoprocentně vyráběny z obnovitelných zdrojů, ale nástroj se zaměřuje na energetický mix konvenčních a obnovitelných elektráren.“.

Výzkumníci již testují nástroj ve čtyřech modelových obcích v Durynsku s méně než deseti tisíci obyvateli – konkrétně v Kahla, Werther, Neumark a Großobaren. Pro osoby s rozhodovací pravomocí v obcích je situace následující: Nejprve zadají název své obce a poté obdrží podrobnější informace o potřebách elektřiny a tepla ve svém městě. Poté zadají svá přání ohledně budoucího zásobování elektřinou a teplem. Na které technologie by se chtěli spolehnout a které by raději vynechali? Existuje mnoho možností na výběr, jako je solární a větrná energie, akumulace elektřiny a tepla, kondenzační kotle na olej a plyn, vzduchová tepelná čerpadla a geotermální tepelná čerpadla. Nástroj se také dotazuje na požadavky týkající se dalších faktorů. Je důraz kladen na minimalizaci emisí CO2, nebo spíše na pořizovací náklady na energii? V důsledku toho starostové nebo jiní osoby s rozhodovací pravomocí získají informace o tom, jak by mohl vypadat energetický a technologický mix, který by splňoval stanovené cíle, např. sestávající z fotovoltaických systémů, akumulace elektřiny a tepla a kogeneračních jednotek. Informace zahrnují také náklady na instalaci a provoz, náklady na pořízení energie, množství emisí CO2 a možnosti dotací.

„S naším nástrojem chceme začít a ukázat starostům malých obcí potenciál, který obnovitelné zdroje energie pro jejich komunitu nabízejí,“ vysvětluje Rublack. Výzkumníci z Fraunhofer IOSB-AST použili jako základní data pro nástroj standardní profily zatížení domácností a také časové řady pro obnovitelné zdroje energie uložené Německou meteorologickou službou – v tomto případě durynskou meteorologickou stanicí poblíž Erfurtu-Weimaru. Pro obce s méně než 10 000 obyvateli v Durynsku jsou potřebná data již v systému uložena. Nástroj však lze použít i s odpovídajícími daty v jiných německých spolkových zemích.

Překonávání vstupních bariér

Tento optimalizační model má být integrován jako komponenta (modul) do online softwaru společného projektu TRAIL. Konkrétním cílem společného projektu „Transformace ve venkovských oblastech (TRAIL)“ je dostupnost snadno použitelného nástroje, který pomůže motivovat velký počet menších obcí k intenzivnímu řešení problematiky efektivního zásobování energií. Projekt se zejména zaměřuje na překonání vstupních bariér, které se projevují v omezených lidských a finančních zdrojích. Bude vyvinut online softwarový nástroj, který primárně využívá veřejně dostupná data GIS, data ze sčítání lidu a další existující databáze k generování prvotních výkazů o spotřebě elektřiny a tepla v obcích a k navrhování doporučení pro další postup.

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Pomocí inovativního online nástroje TRAILstarter mohou zúčastněné obce odvodit opatření pro transformaci svých regionálních energetických systémů: www.trail-energie.de