Energetyczny rozwój Smart Cities
Opublikowano: 2 czerwca 2022

Energetyczny rozwój Smart Cities

Idea Smart Cities opiera się na rozwoju inteligentnych miast, w których ważnym elementem jest zero emisyjność i wykorzystywanie nowoczesnych technologii w różnych obszarach. Na całym świecie testowane są już różnorodne działania z tego zakresu, również w Polsce. Transformacja energetyczna to jeden z najważniejszych celów Unii Europejskiej na najbliższe lata. W budżecie UE przewidziane są ogromne środki umożliwiające m.in. samorządom wdrażanie projektów, pozwalających iść ku „zielonej” drodze. Kluczem są jednak innowacyjne i pomysłowe projekty, a także współpraca na wielu polach.

Transformacja energetyczna w samorządach

Transformacja energetyczna to proces, który będzie trwał latami. Przede wszystkim powinna być sprawiedliwa, a więc skupiać się nie na szybkim przejściu w stronę zielonej energii, a na pracy nad różnymi procesami – przemysłowymi, społecznymi i gospodarczymi. Dzięki nowoczesnym technologiom wdrażanie innowacyjnych rozwiązań jest jednak coraz szybsze i niezwykle potrzebne. Redukcja emisji gazów cieplarnianych powinna być realizowana stopniowo. Samorządy, na których barkach spoczywa realizacja rozwiązań legislacyjnych Unii Europejskiej, powinny skupiać się na technologiach i projektach, które w perspektywie kilku – kilkunastu lat doprowadzą gminy do zero emisyjności. Przede wszystkim jest to stawianie na odnawialne źródła energii, przejście na gospodarkę o obiegu zamkniętym czy redukcja zużycia energii.

Jakie technologie wybierane są dzisiaj do transformacji energetycznej w gminach?

Dzisiaj z punktu widzenia naszej działalności, głównym punktem transformacji energetycznej w gminach jest szeroko pojęta modernizacja infrastruktury oświetleniowej, nie tylko poprzez samą wymianę opraw, ale również włączenie w tę wymianę szeroko pojętych systemów sterowania infrastrukturą oświetleniową. Dodatkowo, gminy coraz częściej są zainteresowane rozwiązaniami IoT (Internet of Things), technologią 5G, kamerami analizującymi wolne miejsca parkingowe w sąsiedztwie oprawy, czujnikami smogu i temperatury powietrza, monitoringiem, a nawet budową sieci stacji ładowania pojazdów elektrycznych zasilanych bezpośrednio z sieci oświetleniowej.

Możliwości jest naprawdę mnóstwo! Nie jest nawet wykluczone, że w przyszłości oprawy drogowe będą mogły komunikować się z przejeżdżającymi pod nimi autonomicznymi pojazdami. Dziś, poprzez zastosowanie systemów sterowania jesteśmy gotowi na wdrożenia oraz implementację tego typu rozwiązań z uwagi na fakt, iż aktualnie system, którym na ten moment dysponujemy, to największy i prawdopodobnie najnowocześniejszy system sterowania infrastrukturą oświetleniową w Europie Środkowo Wschodniej.

Maciej Witczak, Prezes Zarządu, Oświetlenie Uliczne i Drogowe sp. z o.o. w Kaliszu

 

Polska stoi przed nie lada wyzwaniem związanym z transformacją energetyczną. Jako kraj, gdzie 70% energii opiera się o węgiel de facto, również w świetle ostatnich wydarzeń związanych z kryzysem na Ukrainie, nie mamy wyboru. Musimy transformować naszą energetykę, ponosząc przy tym niebagatelne wydatki. Wg. Władysława Mielczarskiego z Politechniki Łódzkiej, całkowity koszt Transformacji Energetycznej w Polsce będzie wynosił ponad 1000 miliardów zł. Na odnawialne źródła energii zostanie przeznaczone prawie 600 miliardów zł (60%), zakładając udział OZE w produkcji energii elektrycznej na poziomie 50 procent w roku 2050. Rodzi się więc pytanie czy tak po ludzku nas na to stać? Jeśli chodzi o technologie, to obecnie samorządy swoich szans upatrują w rozwoju energetyki solarnej, gdzie trzeba rzeczywiście przyznać, że jako kraj mocno przyspieszyliśmy, jednak pojawiają się problemy związane z sieciami przesyłowymi i niewystarczającą liczbą magazynów energii. Ciągłe zmiany przepisów mogą spowodować osłabienie dynamiki rozwoju tego rynku. Mamy w planach energię jądrową, ale to daleka perspektywa, a także farmy wiatrowe na północy Polski, gdzie ta perspektywa wydaje się nieco bliższa, ale również nie bez problemów (trzeba dobrze się do tego przygotować, m.in. dostosowując zaplecze techniczne, porty itp.). Mamy do wyboru jeszcze wodór, energetyczne spalanie odpadów i coraz bardziej popularną geotermię. Podsumowując, nasz miks energetyczny powinien być maksymalnie zróżnicowany.

Jurand Saternus, Krajowy Konsultant Centrum Monitoringu i Prognozowania Jakości Powietrza, Airly

 

Realizacja pakietu “Fit for 55” przez samorządy

Pakiet rozwiązań legislacyjnych „Fit for 55” ma na celu zmniejszenie emisji dwutlenku węgla na terenie całej Unii Europejskiej o 55% w perspektywie dosłownie kilku lat – UE obrała sobie za termin rok 2030. Wdrożenie pakietu wymaga dużych nakładów pracy i radykalnych działań – czasu pozostało już niewiele.

Pakiet rozwiązań „Fit for 55″ realizowany musi być przede wszystkim przez Jednostki Samorządu Terytorialnego, które otrzymują na to unijne środki. W przypadku samorządów prace polegają głównie na projektach związanych z odnawialnymi źródłami energii i cyfryzacji. Kolejnym obszarem działań samorządów w ramach” Fit For 55″ są działania zmierzające do przejścia do gospodarki obiegu zamkniętego, a także walka ze smogiem.

Miasto zeroemisyjne – jak osiągnąć ten cel w Polsce?

Miasto zeroemisyjne to strategia miasta o neutralności klimatycznej. Cechuje je pełna ekologia i stosowanie się do zasad recyklingu. Przy założeniu sprzyjającej polityki krajowej, w perspektywie 20-30 lat polskie miasta mogłyby być czystsze i bardziej przyjazne dla mieszkańców. Kluczem do osiągnięcia tego celu jest ścisła współpraca na wielu szczeblach. Niezwykle ważne są pomysłowe projekty, odpowiednie inwestowanie środków – samorządowych i unijnych, współpraca z organizacjami społecznymi, konsultacje z mieszkańcami i wreszcie – współpraca na najwyższym, rządowym szczeblu.

Jakie kroki podejmują już teraz polskie miasta w kierunku zeroemisyjności?

W przypadku infrastruktury oświetleniowej JST powinniśmy zwrócić uwagę na stan swojej sieci oświetleniowej. W głównej mierze kluczem do wejścia w „zeroemisyjność” jest modernizacja infrastruktury oświetleniowej z zastosowaniem systemów sterowania.

Uważam jednak, że sama wymiana starych opraw ulicznych na LED to stanowczo za mało. Ich prawdziwy potencjał ujawnia się dopiero po podłączeniu ich do systemu zdalnego sterowania i nasz przykład to potwierdza.

Oszczędności osiągane są bowiem dwutorowo. Najwcześniej odczuwalne są te wynikające z redukcji zużycia energii elektrycznej. W dalszej perspektywie spadają wydatki na konserwację infrastruktury. Na bieżąco spływają do nas dane na temat stanu technicznego każdej z opraw. Gdy coś zaczyna „szwankować”, system natychmiast nas o tym informuje. Dzięki temu technicy, jadąc na miejsce awarii nie muszą już szukać jej przyczyny na miejscu. Oni doskonale wiedzą, co się zepsuło oraz jakie komponenty należy ze sobą zabrać.

Oprócz tego, system daje nam możliwość zdalnego sterowania każdą z opraw. Mamy wpływ na to, z jaką mocą świeci dana oprawa, o której godzinie zapala się i gaśnie. Trudno mi sobie wyobrazić, że mielibyśmy zrezygnować ze wszystkich tych możliwości i ograniczyć modernizację oświetlenia tylko do wymiany opraw na energooszczędne LED-y. Jeśli już decydujemy się na taki krok, to warto działać kompleksowo i wykorzystać wszystkie korzyści płynące z tego rozwiązania, wiedząc, że rosnące ceny uprawnień do emisji CO2 pozwalają przypuszczać, że energia w Polsce będzie jeszcze droższa.

Jako spółka jesteśmy również notowani na Towarowej Giełdzie Energii, co pozwala znacznie obniżyć koszty energii elektrycznej w gminach. Tym sposobem chcemy generować kolejne oszczędności dla JST. Zarówno nam jak, i gminom, daje to również możliwość lepszego gospodarowania rezerwami energii w Polsce. Liczymy na to, że dzięki stopniowej modernizacji infrastruktury oświetleniowej będzie jej coraz więcej i stosunkowo płynnie zmierzać będziemy w kierunku „zeroemisyjności”.

Maciej Witczak, Prezes Zarządu, Oświetlenie Uliczne i Drogowe sp. z o.o. w Kaliszu

Finansowanie zielonych inwestycji w samorządach

Do 2027 roku do naszego kraju ma trafić prawie 30 miliardów euro na cele klimatyczne. Jest to doskonały moment na finansowanie zielonych inwestycji w samorządach, na których barkach spoczywa odpowiednie zarządzanie tymi środkami. Finansowanie ma przyczynić się do realizacji Europejskiego Zielonego Ładu, czyli pakietu inicjatyw politycznych mających na celu skierowanie państw na drogę transformacji energetycznej. Ma ona finalnie przekształcić państwa członkowskie w obszar klimatycznie neutralny. Europejski Zielony Ład to swoista odpowiedź na niebezpieczne zmiany zachodzące w klimacie i postępującą degradację środowiska naturalnego. Celem UE jest osiągnięcie neutralności klimatycznej do roku 2050.

Obszary, w których unijne środki mają pomóc, to przede wszystkim obniżanie emisji gazów cieplarnianych (zarówno w kontekście budynków, jak i transportu), rozwijanie efektywności energetycznej (czyli zmniejszanie zapotrzebowania na energię) oraz zwiększanie udziału odnawialnych źródeł energii.

Środki na działania są zapewnione, ale aby je realizować, niezbędne są dobre i trafione pomysły, które mogłyby być realizowane przez Jednostki Samorządu Terytorialnego. Projekty te powinny dotyczyć m.in. łagodzenia skutków zmian klimatycznych, ochrony zasobów wodnych, zrównoważonego wykorzystywania tych zasobów czy przechodzenia na gospodarkę o obiegu zamkniętym.

Inwestycje w samorządach dotyczyć będą więc w dużej mierze OZE, czyli odnawialnych źródeł energii. Jest to przestrzeń dotycząca energii pochodzącej z wiatru, wody, słońca, biomasy czy energii geotermalnej. OZE umożliwiają zmniejszanie zanieczyszczenia środowiska i uzyskiwanie czystej energii, na którą zapotrzebowanie będzie tylko rosło.

Kontrola jakości powietrza oraz polityka reagowania – program Czyste Powietrze

Program „Czyste Powietrze” to ogólnopolski program dopłat, którego celem jest walka ze smogiem, poprawa jakości powietrza, zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych i poprawa efektywności energetycznej w budynkach mieszkalnych.

Na program ten przeznaczono środki w wysokości 103 miliardów złotych, które trafiają już i będą trafiać do właścicieli lub współwłaścicieli jednorodzinnych budynków mieszkalnych. Z programu mogą skorzystać także właściciele lokali mieszkalnych, które wydzielone są w budynkach jednorodzinnych pod warunkiem posiadania wyodrębnionej księgi wieczystej.

Środki można otrzymać na wymianę starych i nieefektywnych źródeł ciepła na nowoczesne, spełniające odpowiednie normy, a także na przeprowadzenie niezbędnych prac w budynku, które wiążą się z wymianą starych pieców. W podstawowym wariancie finansowania jeden dom może otrzymać kwotę do 30 tys. zł. W opcjach podwyższonego wariantu kwota ta wzrasta do 37 tys., a w najwyższym sięga 69 tys. zł. Na co konkretnie można otrzymać środki? Przede wszystkim na wymianę starych pieców na paliwo stałe na ekologiczne źródła ciepła. Poza tym, środki mogą być też przeznaczone na instalację CO, wentylację mechaniczną, ocieplenie domów i wymianę drzwi oraz okien, a także na mikro instalacje fotowoltaiczne.

Co ciekawe, wsparcie finansowe można uzyskać nie tylko na planowane prace, ale także na te, które są w realizacji bądź zostały już ukończone. W zależności od programu istnieje różny czas na ukończenie projektu, a także różne kryteria przydzielania finansowania.

Gospodarka Obiegu Zamkniętego

Rocznie w całej Unii Europejskiej generowana jest ogromna ilość odpadów, wynosząca ponad 2,5 miliarda ton. Gospodarka odpadami musi być zmieniona, dlatego też w Parlamencie Europejskim trwają już prace nad Gospodarką Obiegu Zamkniętego, nazywaną także gospodarką cyrkularną.

W Gospodarce Obiegu Zamkniętego projektowanie produktów powinno być bardziej zrównoważone, a ilości odpadów znacznie zmniejszane. Na szczeblu unijnym zwraca się szczególną uwagę na sektory, które potrzebują bardzo dużej ilości różnych zasobów, np. na budownictwo, tworzywa sztuczne czy elektronikę. Według planów UE, GOZ powinna być osiągnięta w państwach członkowskich do 2050 roku, a pomóc w tym powinny m.in. rygorystyczne przepisy dotyczące recyklingu i ustanowienie wspólnych, wiążących celów w kwestii konsumpcji i wykorzystywania materiałów.

GOZ opiera się m.in. na recyklingu, naprawach i ponownym zużyciu materiałów przez maksymalnie możliwy czas. Celem GOZ jest zwiększenie cyklu życia produktów i produkcja minimalnej ilości odpadów. GOZ jest przeciwieństwem modelu liniowego, opierającego się na produkcji dużych ilości łatwo dostępnych i tanich materiałów. W tym modelu funkcjonuje także „planowana zużywalność”, oznaczająca produkcję przedmiotów w taki sposób, aby po pewnym czasie stały się już kompletnie bezużyteczne.

Celem GOZ jest mądre i zrównoważone gospodarowanie produktami i materiałami, tak aby mogły one funkcjonować jak najdłużej bez konieczności wytwarzania nowych, które po szybkim czasie nadają się wyłącznie do wyrzucenia. GOZ przyczyni się zatem do oszczędności, ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, zwiększenia konkurencyjności i wzrostu gospodarczego. Będzie miała też pozytywne odzwierciedlenie na rynku pracy, w której pojawią się nowe wakaty, a także w życiu konsumentów, którzy zyskają bardziej trwałe produkty, poprawiające jakość ich życia i umożliwiające realne oszczędności.

Oszczędna gospodarka energetyczna w Smart Cities

Smart Cities to koncepcja inteligentnych miast, która realizowana jest już w kilku krajach, takich jak chociażby Niemcy czy Francja. Jest to koncepcja urbanistyczna, w której do funkcjonowania miast wykorzystuje się nowoczesne technologie, mające na celu zwiększenie wydajności infrastruktury. Smart Cities przyczyniają się do znacznej poprawy środowiska, redukcji gazów cieplarnianych i do ogólnego sprawniejszego funkcjonowania. Badania przeprowadzone przez przedsiębiorstwo Schneider Electric dowiodły, że rozwiązania i projekty zrównoważonego rozwoju stosowane w Smart Cities pozwalają na oszczędność energii nawet do 30%.

Koncepcje Smart Cities dotyczą różnych obszarów, jednak jednym z ważniejszych jest kwestia energetyczna. Innowacyjne projekty pozwalają m.in. oszczędzać energię na oświetlenie w mieście, obniżać koszty eksploatacyjne w budynkach czy redukować opóźnienia w ruchu drogowym. Rozwiązania takie zrealizowano już w wielu europejskich miastach, powoli wdrażane są też w polskich, takich jak Warszawa, Gdańsk, Poznań czy Wrocław.

W Smart Cities nowoczesne technologie IT łączą się z infrastrukturą energetyczną, dostarczając tzw. Inteligentne Sieci Elektroenergetyczne. W ramach tego systemu funkcjonują energooszczędne systemy oświetlenia miast, zmodernizowane budynki generujące o wiele mniej energii (co przekłada się także na realną oszczędność), stosowanie OZE i nowoczesne instalacje systemów zarządzania sieciami: elektrycznymi, gazowymi, ciepłowniczymi czy wodociągowymi.

W budynkach w Smart Cities stawia się na inteligentne systemy zarządzania energią i automatykę. Prowadzi to do zmniejszania zużycia energii i oszczędności. Nowoczesne systemy mogą obniżać zużycie energii do 30% w istniejących, modernizowanych budynkach, ale w nowych budynkach jest to już nawet 70%.

Jak powinna wyglądać współpraca dostawców energii z JST?

Współpraca Jednostek Samorządu Terytorialnego z dostawcami energii jest niezwykle istotna. Podobnie jak w prywatnym życiu czy biznesie – dobre relacje i kontakty umożliwiają lepsze rozpoznawanie potrzeb obu stron. To z kolei pozwala chociażby na doskonałe planowanie kolejnych projektów, takich jak na przykład rozbudowa sieci, umożliwiająca rozwój gospodarczy gminy na odpowiednim poziomie. We współpracy między samorządami i dostawcami energii ważny głos ma też lokalna społeczność, dostrzegająca istotne problemy. Niezwykle istotna w tym aspekcie jest świadomość energetyczna, ale też ekologiczna. To ona, w połączeniu z pomysłowością umożliwia kreowanie nowych projektów, z których skorzystają wszyscy.

Rosnące ceny energii – gdzie szukać oszczędności?

Na terenie całej Unii Europejskiej ceny energii rosną w zawrotnym tempie. Nic nie wskazuje na to, aby sytuacja ta miała ulec zmianie, więc jedynym wyjściem jest postawienie na oszczędność. Nie musi ona jednak być traktowana jako wyrzeczenie – wystarczy zmiana codziennych nawyków, aby rachunki za prąd były niższe. Co można zrobić w praktyce, aby oszczędzać prąd? Wzrost cen energii dotyczy nie tylko gospodarstw domowych, pod ogromną presją są również samorządy i firmy. Wymusza to w naturalny sposób poszukiwanie oszczędności. Kluczem są inwestycje w energooszczędne technologie i rozwiązania, które w dłuższej perspektywie pozwolą na spore oszczędności. Zarówno gospodarstwa domowe, jak i samorządy i firmy mogą też wymieniać żarówki na oszczędniejsze, a także odłączać nieużywane odbiorniki energii. Na poziomie Jednostek Samorządu Terytorialnego można wymienić też inne działania, pozwalające na oszczędność. Są to m.in. instalacje paneli fotowoltaicznych, docieplenia i ocieplenia, wymiany stolarek okiennych i drzwiowych, modernizacje wewnętrznych instalacji, a także: modernizacje oświetlenia ulicznego – zastosowanie oświetlenia LED.

Energooszczędne oświetlenie LED i inteligentne systemy sterowania światłem

Oświetlenie LED stało się niezwykle popularne, ponieważ nie generuje strat energii. Tego typu oświetlenie stworzone jest z zastosowaniem diod elektroluminescencyjnych, które nie przeznaczają energii na tworzenie ciepła, które w tradycyjnym świetleniu jest produktem ubocznym. Poza oszczędnościami, oświetlenie LED minimalizuje także promieniowanie UV i nie emituje do atmosfery szkodliwych substancji, jak ma to miejsce w przypadku tradycyjnego oświetlenia. Oświetlenie LED zatem świetnie wpisuje się w ideę Smart Cities – umożliwia oszczędność, a jednocześnie ma pozytywny wpływ na środowisko naturalne.

Poza stosowaniem energooszczędnego oświetlenia, niezwykle ważne są też inteligentne systemy do sterowania światłem. Są to przede wszystkim zautomatyzowane czujniki ruchu, montowane w miejscach niepotrzebujących stałego oświetlenia. Inteligentne systemy sterowania oświetleniem to doskonałe rozwiązanie zarówno dla gospodarstw domowych, firm, jak i samorządów. Zmniejszają koszty związane z energią, a także poprawiają komfort. Inteligentne systemy oświetlenia dostosowują je w danym miejscu na podstawie posiadanych danych.

Dobre praktyki Smart Cities z Polski i zagranicy – przykłady

Jakie projekty realizują europejskie miasta, związane z koncepcją Smart Cities?

W Londynie wprowadzono organizację ruchu samochodowego, w której poruszanie się po centrum miasta jest płatne. Duńska Kopenhaga wprowadziła podobne rozwiązanie, jednak całkowicie zamknęła centrum miasta dla ruchu kołowego. Amsterdam zainwestował spore środki w ekologiczne pojazdy miejskie –co spowodowało, że 90% mieszkańców porusza się właśnie nimi.

W Wiedniu zastąpiono tradycyjne autobusy elektrycznymi, wykorzystującymi energię z OZE. W Polsce dobrym przykładem miasta realizującego idee Smart Cities jest Warszawa. Miasto wymieniło m.in. żarówki miejskie na LED, co znacznie zmniejszyło ślad węglowy.

Idea Inteligentnego Miasta przynosi wiele korzyści mieszkańcom i środowisku. Jednak niesie ona także zagrożenia – eksperci wskazują przede wszystkim na zbieranie danych o obywatelach czy traktowanie Smart City jako utopijnego miasta, w którym życie w każdym aspekcie jest świetnie zaprojektowane i zaprogramowane. Dużym problemem jest też cyfrowe wykluczenie – istnieje duży odsetek osób, które nie potrafią korzystać z nowoczesnych technologii, takich jak smartfony. Problemem w Smart Cities jest także ewentualny blackout, podczas którego miasto jest dosłownie sparaliżowane z powodu braku prądu.

 

Na powyższe i dodatkowe tematy dyskutować będą eksperci podczas 14. SMART CITY FORUM, które odbędzie się w dniach 14-15.06.2022 w The Bridge Wrocław McGallery&Online.

 

Więcej o wydarzeniu na stronie: https://smartcityforum.pl/lp/lpm/