Systemy magazynowania energii (ESS) mogą przyczynić się do znacznego zmniejszenia zużycia energii na nowoczesnym placu budowy, a tym samym do ograniczenia emisji dwutlenku węgla.
Zanieczyszczenie powietrza wskutek działań branży budowlanej
Branża budowlana odpowiada za blisko 40% zużycia energii na świecie. Większość zanieczyszczeń powietrza wskutek działań budowlanych wiąże się ze spalaniem oleju napędowego. Wiele rodzajów sprzętu, w tym pojazdy ciężarowe, dźwigi, koparki i generatory, zużywa olej napędowy i emituje zanieczyszczenia do atmosfery. Zależność branży od oleju napędowego wynika z braku zasilania sieciowego na placach budowy, zwłaszcza w odległych lokalizacjach.
Zmienne obciążenia w ciągu dnia sprawiają, że efektywne zarządzanie zużyciem energii na placu budowy stanowi istotne wyzwanie. Uruchomienie ciężkiego sprzętu, takiego jak dźwig, skutkuje skokami obciążenia, zaś zwykłe działanie wiąże się z dużo niższym, stałym zapotrzebowaniem na energię. Generatory muszą sprostać obciążeniu szczytowemu, mimo że występuje ono jedynie okresowo i krótkoterminowo. W rezultacie możliwości dużych generatorów przez większość dnia nie są w pełni wykorzystywane, co prowadzi do nadmiernej emisji zanieczyszczeń na terenie budowy.
Oprócz spalania oleju napędowego sprzęt budowlany generuje hałas. Ta szczególna forma zanieczyszczenia stanowi problem zwłaszcza na obszarach miejskich, gdzie przepisy dotyczące hałasu mogą skutkować wprowadzeniem ciszy nocnej, podczas której działalność budowlana nie jest dozwolona.
Spaliny z silników wysokoprężnych zawierają cząstki stałe o średnicy poniżej 2,5 mikrona, znane także jako PM2,5. Branża budowlana odpowiada za obecność 14,5% cząstek tego rodzaju w powietrzu. W spalinach z silników wysokoprężnych znajdziemy również dwutlenek węgla (CO2), tlenek węgla (CO), siarkę, związki azotu (NOx) oraz węglowodory.
Ile CO2 wytwarza branża budowlana?
Zanieczyszczenie CO2 w istotny sposób przyczynia się do globalnego ocieplenia i zmian klimatu. Chcąc zmniejszyć poziom emisji CO2, organy regulacyjne wprowadzają coraz bardziej rygorystyczne normy w tym zakresie. Na przykład norma Stage V ogranicza dopuszczalną wysokość emisji dla generatorów z silnikiem wysokoprężnym stosowanych na placach budowy w Europie. Niektóre miasta na północy Europy, w tym Oslo, Kopenhaga i Helsinki, wprowadzają pilotażowe rozwiązania na placach budowy, mające zapewnić zerową emisję spalin.
Działalność branży budowlanej odpowiada za 23% zanieczyszczeń powietrza na świecie. Nawet zwykłe ładowanie narzędzi elektrycznych wywiera negatywny wpływ na środowisko naturalne, stanowiąc źródło 5% całkowitej emisji CO2 na placach budowy.
Skutki emisji dwutlenku węgla na placach budowy
Zanieczyszczenie powietrza przyspiesza zmiany klimatyczne poprzez zatrzymywanie ciepła w atmosferze. W miarę wzrostu średniej temperatury na świecie klimat na Ziemi siłą rzeczy się zmienia. Ocieplenie skutkuje gwałtownymi zjawiskami pogodowymi, takimi jak burze tropikalne, pożary lasów, dotkliwe susze i fale upałów.
Emisja dwutlenku węgla wywiera również negatywny wpływ na faunę i florę. Jeśli klimat oddziałuje na warunki glebowe, wywołując suszę lub inne zjawiska pogodowe, których nie mogą przetrwać uprawy rolne i rośliny, może się to odbić na plonach.
Nadmierna emisja dwutlenku węgla jest również szkodliwa dla ludzi. Na smog i zanieczyszczenie powietrza narażeni są zarówno pracownicy budowlani, jak i stali mieszkańcy. Ponadto ograniczenie bogactwa gatunków roślin może zakłócić łańcuch pokarmowy i równowagę ekologiczną wokół terenów budowlanych.
Jak ograniczyć zanieczyszczenie powietrza wskutek działań budowlanych
Ograniczenie zanieczyszczenia powietrza w branży budowlanej wymaga zmniejszenia zapotrzebowania na energię z oleju napędowego. Jeden ze sposobów, by to uczynić, przewiduje zastosowanie systemów magazynowania energii (ESS) wykorzystujących technologię akumulatorów litowo-jonowych.
Tylko w nielicznych przypadkach można wyeliminować z terenu budowy maszyny napędzane silnikiem wysokoprężnym. Zwykle energię niezbędną do działań budowlanych zapewni rozwiązanie hybrydowe, wykorzystujące mniejsze generatory z silnikiem wysokoprężnym oraz system ESS. Zmniejszy to zużycie paliwa, a tym samym emisję zanieczyszczeń.
Typowy scenariusz zakłada zastosowanie rozwiązania do magazynowania energii w celu zapewnienia dodatkowego zasilania w warunkach obciążenia szczytowego. Pozwala to ograniczyć wielkość generatora wymaganego na placu budowy oraz zużycie paliwa. Zarazem generator ten może ładować akumulatorowy system magazynowania energii w warunkach mniejszego obciążenia, aby urządzenie było gotowe na kolejny szczyt zapotrzebowania. W oparciu o to rozwiązanie moc generatora można zmniejszyć o 40%, co pozwala ograniczyć emisję zanieczyszczeń na terenie budowy o 80%.
Uzupełnienie tego rozwiązania o panele słoneczne umożliwi dalszą redukcję emisji. Anteny telekomunikacyjne oraz stacje ładowania narzędzi można zasilać bezpośrednio energią słoneczną. W przypadku wyższego zapotrzebowania na energię, w tym do ładowania akumulatorów pojazdów elektrycznych, zasilanie wspomagają generatory. Inteligentne systemy zarządzania obciążeniem pozwalają systemom ESS na maksymalne wykorzystanie odnawialnych źródeł energii oraz ograniczenie do minimum użycia generatorów z silnikiem wysokoprężnym.
Korzyści wynikające z zastosowania rozwiązań do magazynowania energii oraz wykorzystania energii słonecznej zyskują szczególny wymiar w warunkach miejskich. Zmniejszenie wielkości generatora pozwala ograniczyć poziom hałasu na placu budowy. W efekcie prace budowlane można prowadzić do późnych godzin, na co zwykle nie zezwala cisza nocna. Korzystanie z energii elektrycznej w nocy dzięki systemom ESS może oznaczać, że generatorów z silnikiem wysokoprężnym używa się tylko w ciągu dnia, co zwiększa wydajność prac i pozytywnie wpływa na ogólną emisję zanieczyszczeń.
Mimo że istnieje wiele zastosowań systemów magazynowania energii, seria ESS firmy Atlas Copco z akumulatorami litowo-jonowymi sprawdza się zwłaszcza w branży budowlanej. Poszczególne modele cechuje lekka i zwarta konstrukcja, przy czym zajmują one od 0,9 do 1,85 metrów kwadratowych. W zależności od zapotrzebowania mogą one zapewniać zasilanie przez nawet 12 godzin, a ich ładowanie trwa zaledwie 1,5 godziny. Innowacyjny system firmy Atlas Copco zapewnia okres eksploatacji 40 000 godzin, co odpowiada 5000 cyklów pracy lub ponad 1600 dniom ciągłego działania. Niski całkowity koszt użytkowania oznacza, że inwestycja w te urządzenia zwraca się w czasie poniżej dwóch lat.
Istnieje szereg korzyści płynących z zastosowania systemów magazynowania energii. W przyszłości zużycie energii podczas robót budowlanych ulegnie znacznemu ograniczeniu. Gdy firmy budowlane wdrożą rozwiązania do magazynowania energii, zużycie oleju napędowego i związane z tym zanieczyszczenia powietrza ulegną znacznej redukcji. Dzięki zastosowaniu akumulatorów litowo-jonowych branża może sprostać najwyższemu zapotrzebowaniu przy jednoczesnym ograniczeniu mocy wykorzystywanych generatorów. Kolejne korzyści to niższy poziom hałasu i wzrost wydajności.
