Autor: Fleming Voetmann, stowarzyszenie International Copper Association.

Według raportu Global Status opracowanego przez ONZ w 2017 roku obecnie budynki są odpowiedzialne za 36% globalnego zużycia energii i 40% globalnej emisji ditlenku węgla. Aby osiągnąć cele klimatyczne ustalone w Paryżu, musimy promować inteligentne budownictwo oparte na energooszczędnych technologiach. Szerszym celem powinno być tworzenie inteligentnych społeczności i miast.

Aby umożliwić powstawanie nowych inteligentnych budynków, należy wziąć pod uwagę trzy kwestie:

1: Sztuczna inteligencja (AI): Zużycie energii w budynkach należy znacznie zmniejszyć. Oznacza to, że nie można już polegać na starych i sprawdzonych technologiach, takich jak termostaty, lodówki, żarówki i izolacja.

Wystarczy wyobrazić sobie, jak funkcjonowałyby inteligentne budynki, które wykorzystywałyby sztuczną inteligencję, aby dostosować się do potrzeb każdej osoby. Umożliwiłoby to przewidywanie ludzkich zachowań i czynników środowiskowych w celu zmniejszenia zużycia energii na potrzeby oświetlenia, doprowadzenia wody, ogrzewania i chłodzenia. Technologie te mogą zostać wdrożone w budynkach biurowych, szkołach, szpitalach, domach prywatnych i na lotniskach. Dostosowanie zapotrzebowania na wodę i energię w oparciu o nasze zachowanie stanowi gwarancję zmniejszenia kosztów energii.

Oprócz ogromnych oszczędności takie rozwiązanie poprawia również komfort użytkowników, właścicieli i dozorców budynków. Ponadto tego rodzaju technologia jest w stanie funkcjonować w tle, dokonując nieustannych usprawnień bez konieczności interwencji lub zmiany zachowania użytkowników.

2: Elastyczność i odpowiedź popytowa: Biorąc pod uwagę to, że w przyszłości cały świat będzie polegał na źródłach energii o zmiennej wydajności i energetyce rozproszonej, odpowiedź popytowa odgrywa coraz ważniejszą rolę w planowaniu zasobów miast. Odpowiedź popytowa w mikroskali jest już obserwowana, powoduje ona zmianę zachowań konsumentów w odniesieniu do użycia energii przy jej dużej dostępności, co może przełożyć się na obniżenie cen energii. W kilku obszarach w Stanach Zjednoczonych i Europie rozpoczęto już eksperymenty związane z odpowiedzią popytową, aby zapewnić odpowiednie zachęty ekonomiczne i efektywniej rozkładać pobór energii.

W inteligentnych budynkach przyszłości technologie takie będą także wykorzystywane w stacjach ładowania pojazdów elektrycznych, gdzie będą regulowały czas ładowania w zależności od cennika i zdolności wytwórczej sieci. Rozwiązania te można również wykorzystywać do pompowania wody, chłodzenia centrów danych, chłodnictwa spożywczego i wielu innych rozwiązań. Nie wszystkie odbiorniki mocy muszą pracować równocześnie w godzinach szczytu. Odpowiednie rozplanowanie ich pracy zapewni oszczędność pieniędzy konsumentom, pozwoli uniknąć niedoborów energii i zwiększy zakres optymalizacji sieci energetycznej.

3: Inteligentne budynki jako podstawa inteligentnych społeczności: Elektryfikacja ogrzewania, chłodzenia i transportu stanowi kluczową cechę inteligentnych budynków. Możliwości w zakresie stworzenia inteligentnej infrastruktury wykraczają daleko poza pojedyncze budynki i artykuły jednorazowego użytku. Miasta można podzielić na społeczności — a społeczności na pojedyncze budynki. Aby utworzyć inteligentne miasta, musimy skupić się na społecznościach i określić nowe sposoby współpracy, które pozwolą uzyskać synergię wielkoskalowych rozwiązań związanych z energią i odpadami.

Takie działania stwarzają zapotrzebowanie na nowe modele biznesowe. Przedsiębiorstwa użyteczności publicznej muszą sprzedawać energię jako usługę i nie mogą skupiać się wyłącznie na zapewnieniu możliwie jak największej liczby kilowatogodzin. Ciepło przemysłowe lub ścieki pochodzące od jednego przedsiębiorstwa mogą zapewnić ogrzewanie i elektryczność całej społeczności. Na przykład w Hamburgu w Niemczech największy europejski producent miedzi, firma Aurubis, dostarcza ciepło neutralne pod względem emisji ditlenku węgla do nowych części miasta. Dzięki wykorzystywaniu tego ciepła miasto obniży poziom emisji CO2 o 20 000 ton, lub zaoszczędzi 160 milionów kilowatogodzin każdego roku.

Myślące perspektywicznie organizacje już opracowują odpowiednie rozwiązania. Firmy Apple, Facebook i Google planują odsprzedawać nadmiar ciepła pochodzącego z centrów danych. Niemiecka sieć supermarketów, Lidl, zbudowała stacje ładowania do pojazdów elektrycznych przy swoich sklepach w Irlandii. W Danii oczyszczalnie ścieków wytwarzają energię elektryczną poprzez gazyfikację ścieków i optymalizują proces pompowanie świeżej wody w oparciu o prędkość wiatru.

Oprócz szans zapewnianych przez technologię należy również wziąć pod uwagę podstawowe warunki globalne. Wzrost liczby ludności spowoduje problem związany z dostarczeniem każdemu człowiekowi podstawowych zasobów, takich jak bezpieczna żywność, woda pitna i wystarczająca ilość energii elektrycznej, przy równoczesnym zagwarantowaniu zrównoważonego rozwoju gospodarczego, społecznego i środowiskowego. Inteligentne miasta mogą stanowić odpowiedź na te wyzwania, a także zaoferować dobrą jakość życia swoim mieszkańcom. Niemniej jednak będzie to możliwe tylko w przypadku udoskonalenia kodeksów i norm budowlanych oraz opracowania odpowiednich przepisów, które zmuszą deweloperów do inwestycji w najnowocześniejsze technologie (oświetlenie, energooszczędne systemy HVAC itp.). Bez tego rodzaju działań kraje o rosnącej liczbie ludności pozostaną przy starych i niewydajnych technologiach — co będzie stanowiło przeszkodę na drodze do zrównoważonego rozwoju.

Podczas gdy świat zastanawia się, jak dostarczyć energię elektryczną kolejnemu miliardowi ludzi i ułatwić szybką urbanizację przeprowadzaną w zrównoważony sposób, Europa i Stany Zjednoczone muszą stawić czoła nieco innym wyzwaniom: Przestarzała i niewydajna infrastruktura budowlana. Efektywność energetyczna istniejącej infrastruktury budowlanej w Europie i Ameryce Północnej musi zostać zwiększona poprzez modernizację automatyki (zmniejszenie łącznego zużycia energii o 8–22% według raportu organizacji Buildings Performance Institute Europe) i wymianę urządzeń. Proces ten należy przeprowadzić w sposób reaktywny i proaktywny. Przeprowadzanie modernizacji po wystąpieniu awarii jest kosztowne, a duże wydatki ograniczają możliwość wdrożenia inteligentnej technologii. Stany Zjednoczone i Europa muszą inwestować w przyspieszoną modernizację budynków.

Niemniej jednak dobra wiadomość jest taka, że niezbędna technologia już istnieje. Inteligentne budynki stanowią podstawę inteligentnych miast i zrównoważonej przyszłości. Ich wdrożenie będzie wymagać zaangażowania inteligentnych osób oraz wspólnego opracowania odpowiednich przepisów, lepszych zachęt ekonomicznych i innowacyjnych rozwiązań. Kluczem do wykorzystania pełnego potencjału inteligentnych rozwiązań energetycznych jest nie tylko postęp techniczny, ale także nawiązywanie nowych relacji między innowatorami, władzami miast, administratorami budynków, właścicielami flot i mieszkańcami.

Przemysł miedziowy zobowiązuje się do dostarczania energii w celu budowania zrównoważonej przyszłości. Dane szacunkowe z raportu firmy Wood Mackenzie wskazują, że do 2035 roku będziemy potrzebowali o 43% więcej miedzi, niż zużywamy obecnie, z powodu udoskonalania odnawialnych źródeł energii i dążenia do efektywności energetycznej. Nowoczesny styl życia w coraz większym stopniu opiera się na miedzi. Odkąd Thomas Edison włączył pierwszą sieć energetyczną, znaczenie miedzi nieustannie rosło, a obecnie surowiec ten odgrywa kluczową rolę.