Tulevaisuuden kaupunki optimoi energiankulutuksen

Vuonna 2050 energia kiertää kaupungissa. Maan alle pumpataan lämpöä kesällä ja sieltä pois talvella, tekoäly osittaa energiankulutuksen eri vuorokaudenaikoihin, ja jätevesi tuottaa sähköä. Näin mitään ei mene hukkaan.

Vuonna 2050 energia kiertää kaupungissa. Maan alle pumpataan lämpöä kesällä ja sieltä pois talvella, tekoäly osittaa energiankulutuksen eri vuorokaudenaikoihin, ja jätevesi tuottaa sähköä. Näin mitään ei mene hukkaan.

Tulevaisuuden vihreässä kaupungissa energiaa käytetään optimaalisesti. Monet rakennukset on katettu aurinkopaneeleilla, jotta ne voivat tuottaa itse tarvitsemansa sähkön, ja keskitetty tietokoneohjaus säätää koko kaupungin virrankulutusta. Jopa jätevesi tuottaa sähköä.

Kaiken lisäksi ne tekniikat, joihin tulevaisuuden kaupunki nojaa, ovat jo olemassa.

Rakennuksista omavaraisia

Vihreän kaupungin talot tuottavat sähköä
© Claus Lunau

Monissa kaupungin rakennuksissa koko julkisivu on peitetty aurinkopaneeleilla. Osassa niistä on kiinteitä tuulivoimaloita, ja kun sähköä voidaan tuottaa näin paikallisesti, energiahuolto vahvistuu. Kun sähköä syntyy yli oman tarpeen, sitä siirretään jakeluverkkoon.

Vuonna 2017 SolarLab-niminen yritys koteloi kööpenhaminalaiskoulun 12 000 erikoisvalmisteisella kennolla, jotka toimivat sekä ulkoseininä että tyydyttivät puolet koulun energiantarpeesta.

Lämpö muuttuu sähköksi

Vihreä kaupunki jätevesi
© Claus Lunau

Kaikki energia muuttuu lopulta lämmöksi, ja ottamalla talteen lämpöä voidaan vähentää energiantuotannon tarvetta. Siksi kaupungin jäteveden lämmöllä pyöritetään sähkögeneraattoria.

Hongkongin yliopiston professori Tony Shien-Ping Feng esitteli vuonna 2019 ensimmäisen toimivan suoran lämpövarauskennon koemallin. Se tuottaa sähköä suoraan kehon lämmöstä. Tekniikalle on käyttöä esimerkiksi elektroniikassa.

Tietokone sytyttää ja sammuttaa

Vihreä kaupunki sähköverkko
© Claus Lunau

Keskustietokone ohjaa sähköverkkoa ja säätää tekoälyn avulla kulutusta pienemmäksi tai suuremmaksi. Esimerkiksi sähköautot alkavat latautua ja pesukoneet käydä vasta yöllä, kun sähköä tarvitaan vähemmän muuhun.

Näin tulevaisuuden kaupunki tasoittaa sähkönkulutusta, jotta se vastaa kulloinkin mahdollisimman hyvin vaihtelevaa tuulivoiman ja muun vihreän sähkön määrää. Jo nykyään tekoäly säätelee energian hintaa useissa sähköyhtiöissä.

Kesä ja talvi yhteistyössä

Vihreä kaupunki maalämpö
© Claus Lunau

Kaupunki tarvitsee lämmitystä talvella ja viilennystä kesällä. Säästäkseen energiaa rakennukset hyödyntävät kallioperän vakaata lämpötilaa.

Lämpöenergian kausivarastoinnissa (STES, seasonal thermal energy storage) lämpöä varastoidaan kesällä ja kylmyyttä talvella erillisiin pohjavesivarastoihin.

Varastojen ansiosta rakennus voi ottaa maanalaista lämpöä talvella ja kylmyyttä kesällä pitääkseen sisälämpötilan miellyttävänä vuoden ympäri.