Enerji ve Çevre Dünyası Dergisi 166. Sayı (Mayıs-Haziran 2021)

enerji-dunyasi.com 28 Enerji ve Çevre / Mayıs-Haziran 2021 ulaşım dahil olmak üzere enerji ile ilgili tüm sektörler enerji sisteminin bir par- çası olarak kabul edilir ve aralarındaki mevcut sinerjilerden yararlanmak için entegre edilir. Bölge enerji sistemleri, bu tür akıllı enerji sistemlerinde önemli bir bağlantıdır (Mathiesen ve diğerleri, 2019). DHC (bölgesel ısıtma ve soğutma) teknolojilerinin geliştirilmesi, verimli- liğin artması ve daha düşük besleme sıcaklığının kullanılmasıyla sonuçlan- mıştır. Birinci nesil bölgesel ısıtma sistemleri, buhardan yüksek sıcaklık beslemesi ile karakterize edilirken, ikinci nesil sistemler basınçlı sıcak su kullanırken, üçüncü ve dördüncü nesil sistemler daha düşük ve daha düşük dağıtım sıcaklıklarında çalışır. Bu trend- ler, yenilenebilir ve geri dönüştürülmüş düşük sıcaklıktaki ısının daha iyi kulla- nılmasının yolunu açıyor. Örneğin ikinci nesil sistemde yalnızca yüksek sıcak- lıkta jeotermal enerji kullanılabilirken, üçüncü nesil düşük sıcaklıkta jeotermal enerji, dördüncü nesil bölgesel ısıtma sistemlerinde ise ultra düşük sıcaklıkta jeotermal enerji kullanılabilir. Bölgesel soğutma sistemleri için teknolojik gelişme şu şekildedir: birinci nesil soğutucu akışkanı dağıtım sıvısı olarak kullandı ve ikinci nesilden iti- baren su dağıtım sıvısı olarak kulla- nılır ve bu da potansiyel olarak daha yüksek besleme sıcaklıklarına ve daha fazla kullanılabilir enerji kaynağına yol açar (Lund ve al., 2018). Bu eğilim, ayrı ısıtma / soğutma tedarik sezonlarına sahip ülkeler için bölgesel ısıtma ve bölgesel soğutma dağıtım ağını pay- laşmayı bile mümkün kılıyor. “Düşük sıcaklık” mutlak terimlerle belirli bir sıcaklık aralığını ifade etmez, ancak dikkate alınan enerji kaynağına veya bölge enerji ağındaki sıcaklık setine bağlıdır. Belirli bir şehir veya bölgede, mevcut farklı yerel ısı kay- nakları, bölgesel ısıtma ağlarında aynı çalışma sıcaklıklarının rejimlerinin elde edilmesine izin vermez. Yakıtlar- fosil (gaz gibi) veya yenilenebilir (biyoenerji gibi) – birkaç yüz dereceye ulaşabilir ve bu nedenle bir ısı taşıyıcısını kolayca 100 ° C (santigrat derece) sıcaklığa getirebilir. Tersine, sığ jeotermal enerji veya geleneksel olmayan atık ısı geri kazanımı (örneğin veri merkezi soğut- masından) gibi kaynaklardan bu tür sıcaklıklara ulaşmak daha zordur. Güneş ısısı, endüstriyel atık ısı, büyük ölçekli ısı pompaları vb. birçok ara sıcaklık aralığını işgal eder. Şebeke- nin çalışma sıcaklığı ne kadar düşükse, kullanılabilir enerji kaynaklarının aralığı o kadar geniş ve karbondan arındırılmış ve temiz kaynakları dahil etme potan- siyeli o kadar fazla olur. Bu kılavuzun amacı doğrultusunda, “düşük sıcaklık” terimi enerji kaynakla- rının sıcaklık aralığını ifade edecektir. 100 °C’nin altındaki enerji kaynakları, bu kılavuzun odak noktası olan üçüncü veya dördüncü nesil bölgesel enerji sis- temlerini sağlayabildikleri için düşük sıcaklık olarak kabul edilecektir. DHC sistemlerinin kullanımı ülkeler, bölgeler ve şehirler arasında büyük farklılıklar göstermektedir. Bazı şehirlerde bölge enerji sistemleri 19. yüzyıldan miras kalırken, diğerleri son zamanlarda en son teknolojilerle inşa edilmiştir. Bazı kuzey ve doğu Avrupa ülkeleri, Rusya Federasyonu ve kuzey Çin gibi bazı böl- gelerdeki çoğu şehirde bölgesel ısıtma yüksek uygulama oranları bulunabilir. Bu nedenle, dünya çapında çeşitli bölgesel ısıtma pazarları vardır: yeni ve gelişmekte olan pazarlar (örneğin, Birleşik Krallık ve Hollanda), eski nesil sistemlere sahip geleneksel bölgesel ısıtma pazarları (örneğin, Doğu Avrupa, Çin) ve olgun ve genişleyen pazarlar. Bölgesel soğutma söz konusu oldu- ğunda, pazar büyüktür ve özellikle Körfez Arap Devletleri İş birliği Kon- seyi bölgesinde hızla büyüyor. Bununla birlikte, küresel olarak, alan ısıtma ve soğutmaya yönelik enerjinin yalnızca küçük bir kısmı bölge enerji sistemleri aracılığıyla sağlanırken, çoğunluğu bina düzeyinde bağımsız sistemler tarafın- dan sağlanır (Werner, 2017). Ayrıca, mevcut bölgesel ısıtma sistemleri, ısı ve soğuk üretimi için ağırlıklı olarak fosil yakıtları kullanır ve bu da yüksek kar- bon emisyonlarına neden olur. Bu fosil yakıtlar ayrıca, hava kirliliği ve ilişkili sağlık sorunları üreten partikül ağırlıklı yanma süreçlerine sahiptir. DHC sistemleri, gelecekteki (yenilenebilir) sürdürülebilir enerji sistemlerindeki rol- lerini yerine getirmek için aşağıdakilere gereksinimi vardır: • Mevcut, yeni ve yenilenmiş bina- larda ısıtma ve soğutma sağlamak için düşük sıcaklık kaynaklarını kul- lanması. • Dağıtım şebekesinde düşük termal kayıplara sahip olması • Güneş, termal ve jeotermal enerji gibi yenilenebilir ısı kaynaklarının yanı sıra düşük sıcaklıktaki atık ısı- ları entegre etmesi • Değişken yenilenebilir enerji kay- naklarını entegre eden ve enerji verimliliğini destekleyen akıllı bir enerji sisteminin bileşenlerinden biri olunması • Yerel enerji planlaması, politika planları ve sistem maliyetleri dik- kate alınarak geliştirilmesi • Geleceğin sürdürülebilir enerji sis- temlerinin geliştirilmesine katkıda bulunması (Lund ve diğerleri, 2018). Isıtma ve soğutmanın yerel ve par- çalı yapısı sektörü karmaşık hale geti- riyor; bu nedenle, etkili ulusal politika oluşturma zorlayıcıdır. Ayrıca ısıtma ve soğutma sektörünün bu özgül- lüğü yerel yönetimlere öncelikli bir rol vermektedir. Bölgesel enerji sistem- lerini geliştirmek için farklı kapasite- RAPOR