Efektywność zużycia energii

Czy efektywność energetyczna wystarczy do transformacji energetycznej? Nowe rozwiązania dzięki gospodarce o obiegu zamkniętym.

Skutki zmian klimatu stają się coraz bardziej widoczne na całym świecie. Ekstremalne zjawiska pogodowe, takie jak ulewne deszcze, susze, upały i pożary lasów, to tylko kilka przykładów konsekwencji zmian klimatu. Rosnący niedobór surowców i infrastruktury krytycznej w łańcuchu dostaw również staje się jaskrawo widoczny – weźmy na przykład gwałtownie rosnące ceny drewna lub fakt, że pojedynczy statek towarowy blokujący Kanał Sueski może załamać cały łańcuch dostaw półprzewodników. W dobie zmian klimatu i krytycznego niedoboru surowców – czynnika, który dodatkowo potęguje sytuacja geopolityczna – należy znaleźć nowe rozwiązania.

Efektywność energetyczna może odgrywać rolę w transformacji energetycznej. Jednak to rozwiązanie już nie wystarcza w obliczu wyzwań, które stają się coraz bardziej złożone. Skupienie uwagi na energooszczędnych konsumentach należy poszerzyć o wytwarzanie energii ze źródeł odnawialnych, magazynowanie energii oraz stabilne, ale elastyczne struktury sieci. Obiecującym podejściem jest również strategia R (z ang. reuse) – gospodarki o obiegu zamkniętym, polegająca na ponownym wykorzystaniu zasobów.

Przejście na oświetlenie typu LED, identyfikacja energochłonnych konsumentów i zwiększenie wydajności maszyn w produkcji to aktualne przykłady środków efektywności energetycznej, które zostały wprowadzone, co miało wnieść istotny wkład w zwiększenie wydajności w przedsiębiorstwach. Jednak w obliczu światowych kryzysów, takich jak kryzys klimatyczny i niedobór zasobów, efektywność energetyczna już nie wystarcza jako jedyne rozwiązanie. Prawdziwe pochylenie się nad tematem i alternatywne podejście do niego stały się obecnie koniecznością.

W polityce i społeczeństwie rośnie ruch na rzecz wytwarzania bardziej zrównoważonych i holistycznych produktów. Presja ze strony społeczeństwa rośnie, poprzez ruchy takie jak Fridays for Future czy europejskie prawodawstwo w formie Zielonego Ładu i planu działania dotyczącego gospodarki o obiegu zamkniętym. Zaostrzenie ustawy o gospodarce o obiegu zamkniętym doprowadziło w Niemczech do stopniowego zaostrzenia wymogów. Rosnąca presja zewnętrzna zmusza coraz więcej firm do prowadzenia bardziej zrównoważonych działań, co bezpośrednio przekłada się na większą efektywność energetyczną.

Gospodarka o obiegu zamkniętym (GOZ) jest możliwym rozwiązaniem, które pomoże firmom stać się mniej zależnymi od krytycznych zasobów, a co za tym idzie, bardziej odpornymi w czasach kryzysu. Teoretycznie produkty powinny być projektowane od samego początku tak, aby służyły jak najdłużej i aby po zakończeniu ich eksploatacji nadawały się do łatwego recyklingu lub wykorzystania do innych celów. Słowa kluczowe lub strategie R, które zyskują coraz większą uwagę, to ponowne użycie, odnowienie, regeneracja i recykling.

Nasze podejście powinno teraz polegać na potraktowaniu tej sytuacji kryzysowej jako szansy. Należy brać  pod uwagę zrównoważone zarządzanie podczas opracowywania i wytwarzania nowych produktów. Możliwe aspekty tego są wielorakie. Jako przykład, w tym artykule przyjrzymy się dwóm aspektom.

Koncepcja pozyskania energii z produkcji energii odnawialnej, energooszczędnych konsumentów i magazynowania energii

W wielu przypadkach wykorzystywane są już energooszczędne maszyny do wytwarzania produktów. Większość oświetlenia w halach przemysłowych wymieniono na oświetlenie LED. Obecnym wyzwaniem jest wytwarzanie wykorzystywanej energii. Ostatnie debaty koncentrują się wokół problemu pozyskiwania energii z gazu. Ten sposób wytwarzania energii można również udoskonalić pod względem samego procesu oraz efektywności energetycznej.

Energia powinna być generowana tylko wtedy, gdy odbiorca jej potrzebuje, co oznacza dostosowanie poziomu obciążenia do jej pozyskania i unikanie obciążeń szczytowych. Trwają intensywne dyskusje na temat wykorzystania energii odnawialnej, takiej jak fotowoltaika i wiatr. Dodanie systemów fotowoltaicznych (systemów PV) jest jednym z możliwych rozwiązań dla firm. Przy położeniu południowym, umiejscowienie systemów fotowoltaicznych ze wschodu na zachód jest szczególnie interesujące, kiedy to konsumenci potrzebują energii elektrycznej w godzinach porannych i późnym popołudniem.

System magazynowania, który udostępnia nadmiar energii w innym momencie, powinien być stosowany tylko w wyjątkowych przypadkach. Ważne jest również zaplanowanie sieci elektrycznej i zaprojektowanie koncepcji energetycznej w taki sposób, aby stabilizowała sieć elektryczną.

Gospodarka o obiegu zamkniętym i strategia R – ponowne wykorzystanie: zastosowanie dla koncepcji energetycznej

W gospodarce o obiegu zamkniętym tak zwane strategie R (ponowne użycie, odnowienie, regeneracja i recykling) są wykorzystywane do przejścia od zarządzania liniowego do zarządzania o obiegu zamkniętym. Firmy takie jak GEA znalazły drogę do gospodarki o obiegu zamkniętym dzięki strategii R. Ważne jest zróżnicowanie strategii dla produktów, które są już używane przez klienta i dla nowych produktów, które są dopiero wprowadzane na rynek. Ponowne wykorzystanie energii w ramach strategii R zostało zaprezentowane poniżej w formie przykładu, aby zademonstrować jej ogromny potencjał.

Jak sugeruje nazwa strategii R, intencją jest ponowne wykorzystanie (z ang.reuse) produktu. W odniesieniu do wspomnianej powyżej koncepcji energetycznej należy zwrócić uwagę na elementy, które mogą być nadal wykorzystywane w systemie energetycznym; produkty energooszczędne są tutaj szczególnie interesujące. Przy tej strategii ważne jest zapewnienie odpowiedniej jakości komponentów. Jednym z podejść w dziedzinie badań zorientowanych na zastosowania jest ponowne wykorzystanie modułów fotowoltaicznych, w szczególności krystalicznych modułów fotowoltaicznych. Wygaśnięcie zapisów w Ustawie o Energiach Odnawialnych EEG (po 20 latach w Niemczech) powoduje, że stale rośnie liczba modułów fotowoltaicznych udostępnianych do wtórnego wykorzystania. Aby przeciwdziałać niedoborom surowców, można również dokonać przeglądu innych elementów systemu energetycznego w celu określenia ich przydatności do drugiego życia. Instytut Technicznych Systemów Energetycznych (ITES) na Uniwersytecie Nauk Stosowanych w Bielefeld już eksperymentuje z modułami drugiego życia i przygotowuje się do zastosowania w terenie.

Ramy prawne nadal pozostają kluczowym aspektem. Na przykład e-odpady nie mogą po prostu zostać ponownie wprowadzone na rynek jako nowy produkt w Niemczech, a gwarancja produktu również stanowi wyzwanie. Ramy prawne dotyczące koncepcji ponownego wykorzystania należy odpowiednio dostosować i rozszerzyć, aby zapewnić pomyślne i bezpieczne wdrożenie.

Więcej informacji na temat wartości dodanej gospodarki o obiegu zamkniętym można znaleźć na stronie:
https://www.fh-bielefeld.de/ium/ites/downloads/zw-bericht-mehrwert-fuer-unternehmen