Podzemni nivoi gradova imaju veliki potencijal za proizvodnju energije iz obnovljivih izvora . Ovi izvori energije koriste postojeću infrastrukturu, kao što su tuneli podzemne željeznice, podzemni cjevovodi, pa čak i koraci pješaka. Ključni aspekt je sposobnost iskorištavanja zračnih struja i preostale topline iz ovih podzemnih prostora. Ovaj pristup omogućava smanjenje ovisnosti o fosilnim gorivima i doprinosi većoj održivosti u urbanim područjima.
Energija vjetra u podzemlju
Jedna od prvih primjena koja se istražuje je proizvodnja energije vjetra u tunelima podzemne željeznice . U gradovima, vozovi koji prolaze kroz ovu infrastrukturu stvaraju zračne struje koje Tunnel Energy može iskoristiti za postavljanje malih vjetroturbina.
Prolazak vozova generira kretanje zraka poznato kao "efekat klipa ", s prosječnom brzinom do 6 kilometara na sat. Energija vjetra može se proizvoditi pomoću vjetroturbina dizajniranih za ove ograničene prostore, generirajući do 1 vat po instaliranoj turbini.
Francisco Bugarín, generalni direktor Tunel Energy-a, ističe da raznovrsnost projekta omogućava postavljanje vjetroturbina na različite površine, kao što su fabrike ili čak škole.
Ove struje se ne koriste samo za proizvodnju električne energije u tunelima podzemne željeznice, već i u hodnicima fabrika ili škola, gdje se proizvode konstantne struje zraka. Vjetroturbine su modularne i mogu se podesiti prema energetskim potrebama svake lokacije. Na primjer, samo tri od ovih malih vjetroturbina mogle bi napajati LED sijalicu od tri vata.
Pored niske cijene instalacije, koja se procjenjuje na oko tri sata, jedna od glavnih prednosti ovog sistema je jednostavno održavanje. Modularni sistem omogućava da se infrastruktura skalira u skladu sa energetskim zahtjevima svakog okruženja.
Proizvodnja toplotne energije u podzemlju
Još jedan obnovljivi izvor energije koji se proučava je korištenje otpadne topline generirane u tunelima, stanicama i podzemnim vodovodnim cijevima. Na mjestima poput madridskog metroa , toplina koju generiraju stanice i vozovi može se ponovno koristiti za grijanje i hlađenje obližnjih prostora.
Na stanicama poput Puerta del Sol, istraživači sa Politehničkog univerziteta u Madridu (UPM) procijenili su da otpadna toplota može generirati dovoljno toplotne energije za opskrbu nekoliko domova ili čak javnih zgrada. Ova toplota se skladišti i može se koristiti za zagrijavanje tople vode ili smanjenje troškova grijanja u drugim susjednim objektima.
Londonski grad je još jedan inovativan primjer. U okrugu Islington, otpadna toplina generirana u podzemnoj željeznici ponovno se koristi za proizvodnju toplinske energije, dovoljne za napajanje više od 600 domova i javne škole. Ovaj pristup pokazao je da veliki gradovi imaju veliki potencijal za učinkovito korištenje obnovljive energije iz podzemlja.
Pored Londona, i drugi gradovi poput Beča i Helsinkija implementirali su slične sisteme za iskorištavanje toplote koju generiraju njihove mreže podzemne željeznice, značajno smanjujući emisije CO2.
Primjena geotermalne energije u urbanom okruženju
Geotermalna energija je još jedna obnovljiva tehnologija koja se može iskoristiti u gradovima. Ova energija dolazi iz toplote uskladištene pod zemljom, a u urbanim sredinama se prvenstveno koristi za grijanje i hlađenje putem toplotnih pumpi.
U Madridu, Madrid Subterra Association radi na inovativnim projektima koji imaju za cilj korištenje geotermalne energije ne samo u privatnim kućama već i u velikim infrastrukturnim projektima, kao što je Madridski integrirani transportni centar . Ovaj geotermalni sistem, koji se nalazi pored Plaza de Castilla, omogućit će grijanje i hlađenje velikih prostora uz znatne uštede energije, kao i smanjenje emisije CO2 do 70%.
Politehnički univerzitet u Valenciji je također demonstrirao potencijal geotermalne energije za grijanje i hlađenje velikih zgrada. Slično tome, Madridski sajam (IFEMA) implementirao je geotermalne sisteme koji omogućavaju značajne uštede u troškovima energije.
Drugi primjer se može naći u gradu Parizu , gdje se čitava naselja griju i hlade pomoću geotermalnih mreža. Ova tehnologija se ne primjenjuje samo na pojedinačne domove, već pokriva i do 60% energetskih potreba nekoliko okruga na jugu grada.
Urbane inovacije: korištenje preostale energije
Otpadna toplota je takođe postala novi izvor energije u urbanim sredinama. Ova vrućina, koja
Generalno izgubljen u kanalizacionim sistemima, stanicama metroa ili saobraćajnim tunelima, može se ponovo koristiti za termičku upotrebu u obližnjim zgradama i kancelarijama.
U Madridu , regionalna vlada je posvećena iskorištavanju ove podzemne infrastrukture za promociju dekarbonizacije i poboljšanje energetske efikasnosti. Prema njenoj Strategiji za energiju, klimu i zrak 2023-2030 , iskorištavanje ove otpadne energije bit će ključno za borbu protiv efekta gradskih toplotnih ostrva koji pogađa velike gradove.
Jedna od najznačajnijih inicijativa je regenerativni sistem kočenja u madridskom metrou, koji pretvara kinetičku energiju u električnu energiju, omogućavajući njenu ponovnu upotrebu unutar sistema podzemne željeznice. Ova tehnologija bi se mogla integrirati sa sistemima za skladištenje energije za korištenje tokom vršnih sati.
Osim toga, sportski centar Moratalaz koristi podzemne bunare za proizvodnju toplotne energije, postižući uštedu od 39% na računu za energiju sportskih objekata.
U sve održivijim gradovima, kao što su Helsinki ili New York, otpadna toplina se koristi ne samo za klimatizaciju domova, već i za smanjenje značajnih količina emisija ugljika. Ovi pionirski gradovi pokazuju da su preostale energije iz podzemlja ključni dio energetske tranzicije.
Ogroman potencijal gradske podzemne energije dobija sve veći značaj u prelasku na čistu energiju. Korištenje obnovljivih i nekonvencionalnih izvora energije u podzemnoj infrastrukturi nije samo inovativno rješenje, već i hitna potreba za ublažavanje klimatskih promjena i poboljšanje održivosti u gradovima.