優れた政策によるデンマークの太陽光地域熱のリーダーシップ

投稿日2022年11月23日2022年12月10日著者スーザン・クレーマー

スウェーデン、デンマーク、オーストリア、エストニア、リトアニア、ラトビア、アイスランドでは、地域熱の 50% 以上が再生可能です。 オールボー CSP の太陽熱地域暖房プラントには、トラフ (左) と平板 (右) のいずれかまたは両方のタイプの太陽熱収集器が含まれています。 IMAGE@Aalborg CSP

デンマークでは、地域熱供給への資金調達は市場の気まぐれに任せられるわけではありませんでした。 各自治体は本物のローン保証を提供しています。 これらにより、長期投資のリスクが非常に低くなります。 その結果、400 の地域暖房施設と熱電併給施設が、住宅暖房用の地域温水を 600 万人のほぼすべての国民に供給しています。

デンマークの再生可能エネルギーエンジニアリング会社オールボー CSP は、このアプローチに基づいて多くの太陽熱地域暖房システムを構築し、供給してきました。 オールボー CSP の太陽熱地域暖房システムは、平板型とトラフ型の両方の太陽熱収集器を使用します。 一部には、バイオマスまたはCHPプラント、または夏の間に発生する過剰な太陽熱を蓄えて冬に役立つ季節限定ピット熱エネルギー貯蔵庫が含まれます。 同社の最高経営責任者（CEO）Svante Bundgaard氏はデンマークからの電話で、デンマークの資金調達がどのように機能するかを説明した。

「私たちが顧客に1000万ユーロの工場建設を提案したとしましょう」とブンガード氏は語った。 「デンマークでは、地域暖房会社がその100％を銀行融資で賄うことができます。自治体の保証が付いているので、25年間などの長期間、0％から3％という非常に低い金利を得ることができます。」

400 を超える自治体主導の非営利地域暖房組織は、公共財としてすべてのデンマーク国民に再生可能熱を供給する任務を負っています。 人口 1,000 人の小さな町にも地域熱が存在します。

「規制と市場がどのように設定されるかという点で、私たちの主な義務はグリーンエネルギーを生み出すことです」とブンガード氏は説明した。 「私たちの任務は、できるだけ多くの国民を地域暖房ネットワークに接続することです。私たちは、エネルギー部門をよりグリーンにし、ネットゼロ炭素排出計画を満たすためのエネルギー部門の転換を全体的に支援することを目指しています。」

第 4 世代と第 5 世代の地域暖房により、デンマークはグリーン移行において世界をリードしています。 デンマークの住宅の 60% 以上は地域暖房システムで暖房されており、エネルギーのほとんどは再生可能です。 あまりにも少数の家に長距離を配管するコストが法外である場合、木材または天然ガスを燃やして暖房するのは孤立した家だけです。

オールボーは、オーラム太陽熱地域暖房プラントの太陽熱地域暖房システムの発電量を最大 28% 増加させました。このシステムには 2 台のガスボイラーとエンジンも含まれています。これは、2.5 MW の電気空対水アンモニアヒートポンプと、コレクターの太陽の分野。 (ヒート ポンプは空気対空気、液体対空気の場合もあります。)

「小型の産業用ヒートポンプは、おそらく 400 kW から最大 1.5 ～ 2 MW までの範囲にありますが、標準的なスキップベースのモジュールに追加することができます。デンマークのオーラムにある工場では、2.5 MW のアンモニア熱を備えています。太陽熱地域暖房プラントと組み合わせたポンプであり、そこではヒートポンプが太陽熱場の効率を高めるのに役立ちます」と彼は言いました。

私たちが話をした日、同社は 1.5 MW のヒートポンプを納入したばかりでした。 オールボーは、スキップ上のモジュールでヒートポンプを提供することで、顧客に合わせて容量をカスタマイズできるようになりました。「すべてのパイプ、バルブ、コンプレッサーを現場に送って現場で溶接するのではなく、作業場でスキップを構築し、その上にすべてを取り付けるのです」と彼は説明しました。 。 「このようにして、企業はワークショップでさまざまなコンポーネントの圧力テストを行うことができます。その後、スキップはプロジェクト現場で接続するだけなので、プラグアンドプレイのソリューションになります。」

オーラム工場では、ヒートポンプは、日照量が最も少ない月に太陽光発電所の戻り温度を最適化するのに役立ちます。 貯湯タンクから取り出されるエネルギーは、全体の効率にとって最大の価値を持つ日照時間の低い時間帯のヒートポンプ効率の向上にも役立ちます。 冬の間、ヒートポンプが熱生成の大部分を占めます。 最も寒い時期には、地域暖房プラントの既存のガスボイラーによって電力を補います。

「ヒートポンプを追加する前は、夏の2か月間は基本的に太陽光だけで稼働していました」とブンガード氏は述べた。 「オーラムのようなハイブリッドソーラー地域暖房は、バイオマスボイラーを統合することでさらに最適化できます。この種のプラントでは、太陽光が十分ではない期間にバイオマスが使用されます。」

ヒートポンプを既存のシステムに統合することにより、地域暖房プラントは天然ガスの消費量を削減できるようになりました。 ヒートポンプと太陽熱暖房システムを合わせると、年間約 10,000MWh の熱が生成されます。 工場の顧客による熱需要の最大 93% をカバーします。

西ヨーロッパは、海上からのLNG輸送という形で、今年のガス不足からある程度の救済を受けている。 しかし、ドイツ、ポーランド、東欧諸国の一部では、冬の暖房としてロシアのガスへの依存度が高まっている。

旧ソ連諸国の多くは初期の地域暖房システムを構築しました。 しかし、それらの初期のプラントは水を加熱するために石炭またはガスを燃やしていました。 現在、ロシアとウクライナの間で戦争が続いているため、オールボーでは、石炭またはガス駆動の地域暖房エネルギー システムを再生可能エネルギーで補うことへの関心が高まっています。

ブンガード氏は「過去６カ月間、戦後、その後のエネルギー危機、そして天然ガス価格への影響を受けて世界的な考え方に大きな変化があった」と述べた。 「彼らが環境に優しいことを望んでいるのは、より良い世界を望んでいるからですが、今はその方が安いからでもあります。人々は苦しんでおり、ガスへの依存を減らすことができる解決策を必要としています。」

1880 年代にニューヨーク市は地域熱システムを接続していましたが、米国の大部分では、今日のデフォルトの熱供給源は「地域ガス」です。

米国の大部分にとって、今日のデフォルトの熱供給源は「地域ガス」です。 ガスは自治体の配管を通じて供給され、個々の建物内で燃焼されて熱と温水が供給されます。 暖房は米国の二酸化炭素排出量を増加させます。 そして一度燃焼すると、そのガスは使い果たされます。

対照的に、太陽光地域暖房プラントは、その耐用期間中、多くの場合 25 年以上にわたって太陽エネルギーを毎日循環させ、町や都市を脱炭素化します。 それは最高 120 °C の温度の熱水として供給され、循環ループで輸送されて再加熱のために太陽エネルギー場に戻されます。

地域暖房ネットワークでは、路面の下に敷設された配管を通じて各家庭がこの地域暖房と接続されます。 内部では、太陽熱で温められた水が配管システムを通ってラジエーターに送られて加熱され、別途温水が供給されます。

一部の州規制当局は現在、米国の新築住宅の暖房と温水のデフォルトとして「地域ガス」を禁止し始めている。 太陽熱地域暖房は代替手段になり得るでしょうか?

「その通りだ」とブンガード氏も同意した。 「ヨーロッパ、北アメリカ、オーストラリア、ニュージーランドのすべてが、デンマークで導入されているものと同様の地域暖房システムの恩恵を受けることになるでしょう。太陽熱、ヒートポンプ、低温ピット蓄熱システムを備えた、拡張可能でコスト効率の高い形式です。地域暖房エネルギー貯蔵の活用 – 基本的に、完全なネットゼロエミッション地域暖房システムを構築できます。」

ほとんどの国は、今日の世界的リーダーであるデンマークよりも優れた DNI (太陽熱地域熱を生産するための太陽資源) を持っています。

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