Rozhovor:
Prof. Eva Schwenzfeier-Hellkamp, Head of Institute for Technical Energy Systems Head of the study program Regenerative Energies
Efektivita využití energie
Bude energetická účinnost pro přechod na novou energetiku dostačující? Nová řešení díky cirkulární ekonomice
Dopady změny klimatu jsou na celém světě stále zřetelnější. Extrémní povětrnostní jevy, jako jsou přívalové deště, sucha, vedra a lesní požáry, představují jen několik málo příkladů důsledků změny klimatu. Stále větší nedostatek surovin a kritická infrastruktura v dodavatelském řetězci se rovněž stávají zjevnými – vezměme si například prudce rostoucí cenu dřeva nebo skutečnost, že jediná nákladní loď, která zablokuje Suezský průplav, může způsobit kolaps celého dodavatelského řetězce polovodičů. V době klimatických změn a kritického nedostatku surovin – což je faktor, který je navíc ještě zhoršován geopolitickou situací – je třeba najít nová řešení.
Energetická účinnost může hrát roli při přechodu na novou energetiku. Toto řešení však již nestačí tváří v tvář stále složitějším výzvám. Důraz na energeticky účinné spotřebiče je třeba rozšířit o rekuperační výrobu energie, uchovávání energie a stabilní, ale flexibilní síťové struktury. Slibným přístupem je také opětovné využití strategií R z oblasti cirkulární ekonomiky.
Která řešení by měly společnosti zvážit? V 90. letech byl kladen důraz na potřebu řešení, jež by urychlila přechod na novou energetiku, přičemž energetická účinnost byla považována za klíčový mechanismus k uskutečnění tohoto přechodu.
Přechod na osvětlení s LED diodami, identifikace energeticky náročných spotřebičů a zvýšení účinnosti strojů ve výrobě jsou aktuálními příklady opatření v oblasti energetické účinnosti, která byla zavedena, aby významně přispěla ke zvýšení účinnosti v podnicích. Vzhledem ke globálním krizím, jako je klimatická krize a nedostatek zdrojů, však energetická účinnost již není jediným řešením. Skutečné přehodnocení a alternativní přístupy se staly nezbytnými.
V politice a společnosti roste hnutí za výrobu udržitelnějších a holistických produktů. Tlak ze strany společnosti vzrůstá, například prostřednictvím hnutí Fridays for Future nebo evropské legislativy v podobě Green Deal a akčního plánu cirkulární ekonomiky. Zpřísnění zákona o cirkulární ekonomice vedlo v Německu k postupnému zpřísnění požadavků. Rostoucí tlak zvenku nutí stále více společností k udržitelnějšímu provozu, což se přímo promítá do vyšší energetické účinnosti.
Cirkulární ekonomika (CE) je možným řešením, které pomůže podnikům stát se méně závislými na kritických zdrojích a v důsledku toho odolnějšími v době krize. Teorie říká, že výrobky by měly být od samého počátku navrhovány tak, aby vydržely co nejdéle a aby je bylo možné po skončení jejich životnosti snadno recyklovat nebo použít k jiným účelům. Stále větší pozornost si získávají pojmy (nebo také strategie R), jako jsou opětovné použití, renovace, repasování a recyklace.
Náš přístup by měl být nyní takový, že budeme krizovou situaci považovat za příležitost. Při vývoji a výrobě nových produktů je třeba zohlednit udržitelné hospodaření. Možných aspektů je celá řada. V tomto článku budou jako příklady uvedeny dva aspekty.
Energetická koncepce na základě rekuperační výroby energie, energeticky účinných spotřebičů a uchovávání energie
V mnoha případech se ve výrobě již využívají energeticky účinná strojní zařízení. Většina osvětlení v průmyslových halách byla vyměněna za světla s technologií LED. Aktuální výzvou je výroba používané energie. Aktuální diskuze se zaměřují na problém výroby energie z plynu. Tento způsob výroby energie lze také zlepšit z hlediska samotného procesu a z hlediska energetické účinnosti. Současné závěry však ukazují, že to z dlouhodobého hlediska nebude stačit.
Je důležité, aby podniky včas naplánovaly komplexní energetickou koncepci, která zahrnuje rekuperační výrobu energie, energeticky účinné spotřebiče a skladování energie. Přitom je nezbytné přizpůsobit načasování výroby energie skutečné spotřebě.
Energie by se měla vyrábět pouze tehdy, když ji spotřebič potřebuje, což znamená přizpůsobit zatížení výrobě a vyhnout se špičkovému zatížení. Intenzivně se diskutuje o využívání obnovitelných zdrojů energie, jako je fotovoltaika a vítr. Jedním z možných řešení pro podniky je doplnění fotovoltaických systémů (FV). Vedle jižní orientace je východozápadní orientace fotovoltaických systémů zajímavá zejména v případě, že spotřebiče potřebují elektřinu v ranních a pozdních odpoledních hodinách.
Akumulační systém, který dává k dispozici přebytečnou energii v jiném časovém úseku, by se měl používat pouze ve výjimečných případech. Důležité je také zohlednit elektrickou síť a navrhnout energetickou koncepci tak, aby tuto elektrickou síť stabilizovala.
Cirkulární ekonomika a opětovné použití strategií R: aplikace pro koncepci energetiky
V cirkulární ekonomice se k přechodu od lineárního hospodaření k cirkulárnímu používají takzvané strategie R (Reuse, Refurbish, Remanufacture a Recycle neboli opětovné použití, renovace, repasování a recyklace). Společnosti jako GEA si našly cestu k cirkulární ekonomice prostřednictvím vybraných strategií R. Je důležité rozlišovat strategie pro výrobky, které již zákazník používá, a nové výrobky, jež se teprve uvádějí na trh. Strategie R pro opětovné použití (Reuse) je uvedena níže ve formě příkladu, který představuje obrovský potenciál.
Jak již název strategie napovídá, záměrem je opětovné použití výrobku. S ohledem na výše zmíněnou energetickou koncepci je třeba zvážit, které komponenty lze v energetickém systému nadále používat. V tomto případě jsou zajímavé zejména energeticky účinné výrobky. U této strategie je důležité zajistit kvalitu komponentů. Jedním z přístupů v oblasti aplikačně orientovaného výzkumu je opětovné použití fotovoltaických modulů, zejména krystalických fotovoltaických modulů. Vypršení platnosti garantované odkupní ceny podle zákona EEG (v Německu po 20 letech) vede k tomu, že se neustále zvyšuje počet fotovoltaických modulů, které jsou k dispozici pro další prodloužení životnosti. Jako protiváhu nedostatku surovin lze přezkoumat i další složky energetického systému, aby se zjistila jejich životaschopnost z hlediska dalšího použití. Institut pro technické energetické systémy (ITES) na Univerzitě aplikovaných věd v Bielefeldu již experimentuje s moduly podporujícími druhý životní cyklus a připravuje se na jejich použití v praxi.
Zásadním aspektem zůstává právní rámec. Například elektronický odpad nelze v Německu jednoduše znovu uvést na trh jako nový výrobek, přičemž problémy představuje i záruka na výrobek. Právní rámec pro tyto koncepce opětovného použití je třeba odpovídajícím způsobem upravit a rozšířit, aby byla zajištěna úspěšná a bezpečná realizace.
ZÁVĚR
- Energetická účinnost je základním stavebním prvkem strategie, kterou je třeba posuzovat v širším kontextu.
- Zásadní význam má komplexní energetická koncepce, která musí kromě energeticky účinných spotřebičů zahrnovat i rekuperační výrobu a uchovávání energie.
- Strategie R v rámci cirkulární ekonomiky, jako je strategie opětovného použití, se musí stát důležitou součástí strategií uplatňovaných v podnicích.
