Hvordan Europa kunne skære ned på sit kølende fodaftryk med kølet vand

Efterhånden som klimaforandringerne opvarmer verden, har vi i stigende grad brug for at finde måder til effektivt at afkøle vores bygninger – samtidig med at vi sænker vores emissioner for at forsøge at standse temperaturstigningen så meget som muligt. Traditionelle klimaanlæg er en dårlig metode til at nå begge mål, men hvad nu hvis der var en anden måde?

Træd frem fjernkøling, en metode til afkøling af bygninger, hvor afkølet vand fra et centralt anlæg passerer gennem rør til flere bygninger, hvilket gør det muligt at køle dem uden at have brug for deres egne energikrævende klimaanlæg. Dette sænker ikke kun CO2-fodaftrykket for hver bygning, men giver også en billigere måde at afkøle bygningsinteriør på.

Idéerne bag fjernkøling har eksisteret siden 1960'erne, sagde Oddgeir Gudmundsson, fjernkølingsekspert fra ingeniørfirmaet Danfoss i Danmark. "Det er en forholdsvis gammel teknologi," sagde han.

Selvom teknologien er udbredt i varme regioner som Qatar og Dubai, begynder teknologien nu også at blive brugt i hele Europa, da efterspørgslen efter køling begynder at stige i takt med temperaturstigninger. "Køleefterspørgslen i Europa er ikke så veludviklet som i f.eks. USA eller Japan," sagde Gudmundsson. "Men det bliver mere og mere (populært)."

Mens mindre end 1 % af køleenhederne overalt i Europa er fjernkøleenheder, er det i nogle lande blevet lettere taget i brug – såsom i Sverige, hvor dets markedsandel er omkring 25 %.

Ved fjernkøling føres vand til bygninger via rør fra et centralt anlæg, hvor det er blevet nedkølet. Dette vand kan så bruges i ventilationsanlæg. Luft, der strømmer forbi rørene, skubber kold luft ind i en bygning gennem ventilationsåbninger for at fungere som aircondition, hvor vandet derefter genbruges for at blive afkølet igen.

Fjernkøling kan meget mere effektivt end traditionelle klimaanlæg, som ofte er afhængige af udstyr bygget oven på en bygning, der bruger meget strøm. Fjernkøling kan også drage fordel af at tage kølet vand fra naturlige kilder, såsom en sø, for at reducere energibehovet.

Det kan betyde fri afkøling, hvis du har adgang til floder, dybe søer eller oceaner, siger Gudmundsson. "Hvis du har et koldt klima som i Stockholm eller København, kan du tage kulden fra den omgivende luft. Mere almindeligt har du kølere, der køler vandet, som løber i rør fra de centrale faciliteter til forbrugerne."

Fjernkøling egner sig bedre til erhvervsbyggerier i Europa, som kræver køling hele året, i modsætning til boligbyggerier, der de fleste steder kun skal køles i op til tre måneder i den varmeste del af sommeren. "I boligbyggerier er kølebehovet meget begrænset," sagde Gudmundsson.

Ikke desto mindre kan fjernkøling spille en vigtig rolle i håndteringen af ​​klimaændringer i Europa. Det kan være op til ti gange mere effektivt end konventionelle kølesystemer, hvilket reducerer strømforbruget i et stort antal bygninger markant og muliggør et væsentligt skridt i retning af at være CO2-neutral. "I et CO2-neutralt system betyder det meget, at vi reducerer (energi)toppe så meget som muligt," sagde Gudmundsson.

Der er også andre fordele ved fjernkøling. Det reducerer støjen ved at fjerne behovet for højlydte klimaanlæg, samtidig med at det også frigør plads i bygninger – såsom på deres tage – hvor andre faciliteter kan bygges i stedet, såsom en have eller et fællesareal. Og det tilføjer fleksibilitet til elnettet og tillader brugen af ​​mere vedvarende energi i kølesystemer ved at flytte strømbehovet til perioder, hvor mere vedvarende energi er tilgængelig.

Energibesparelser

Med mange fjernkølesystemer allerede i drift, er det vigtigt at finde ud af, hvordan man kan forbedre eksisterende systemer. Susana López fra forsknings- og teknologicentret Tekniker i Spanien var projektkoordinator på INDIGO-projektet, som så på at gøre netop dette ved at bruge algoritmer og andre teknikker til at forbedre et fjernkølesystem på et hospital i det nordlige Spanien.

"Idéen med INDIGO var at udvikle forskellige styringssystemer til produktion, distribution og forbrug," sagde López, "for at forbedre, hvordan vi leverer køling til en bygning, effektiviteten af ​​distributionen og for at styre produktionen."

Projektet gjorde dette på tre måder. Den første var at udvikle en algoritme til at optimere de pumper, der bruges til at flytte vand gennem netværket. Selvom det kun var et pilotprojekt, besluttede hospitalet at holde systemet på plads "på grund af de høje besparelser, de opnåede," sagde López med energibesparelser på mere end 50 % efter et års drift.

En anden udvikling var at øge temperaturforskellen mellem det indgående og udgående vand, hvilket reducerede varmegevinsten i nettet, hvilket førte til energibesparelser på omkring 18 %. Den tredje var at analysere mængden af ​​kølebehov på stedet for at ændre med hvilken kapacitet kølet vand skulle tilføres bygningerne.

Resultaterne viste, at eksisterende fjernkølesystemer kunne gøres mere effektive uden behov for yderligere udstyr eller infrastruktur. "Vi ændrede ikke produktionsmidlerne eller distributionen," sagde López. "Det, vi gjorde, var at inkludere målinger langs selve netværket for at styre dem på en anden måde."

Selvom projekter som dette er lovende, er en mere udbredt anvendelse af fjernkøling ikke uden udfordringer. Et problem er, at installationen af ​​systemerne kan være forstyrrende, hvilket resulterer i, at gader i et område skal lukkes, mens rørene installeres. "Dette kan være et stort problem," sagde Gudmundsson.

En anden er, at fjernkøling i første omgang kan være dyr, og omkostningsbesparelser kan tage et stykke tid at se. "Det er ret dyre projekter, og der er mange forhåndsinvesteringer," sagde Gudmundsson, med få offentlige midler til rådighed til at implementere systemerne. "Så vidt jeg ved, er der ikke noget fjernkølesystem, der er subsidieret," sagde han. Men når den først er implementeret, kan den gå hurtigt, som det fremgår af dens udbredte anvendelse i Sverige.

Ikke desto mindre kan det have en vigtig rolle at spille i vores bæredygtige fremtid. "Elektricitetsefterspørgslen på grund af aircondition stiger meget om somrene," sagde López. "Vi bliver nødt til at finde løsninger til, hvordan vi kan levere køletjenester uden at øge vores energibehov, og fjernkøling er bestemt en af ​​brikkerne i puslespillet."