Париж – градът, който търси прохлада в Сена

Лувърът – един от най-големите художествени музеи в света, има сложни отношения със своя съсед, река Сена. През 2016 г. кураторите на Лувъра се втурнаха да преместват безценни произведения на изкуството, след като Сена преля при наводнение. Това далеч не е единственият случай, в който наводненията, утежнени от климатичните промени, са заплашвали музея.

Но Лувърът също зависи от Сена. Непостоянната река помага на музея да поддържа прохладни температури и нива на влажност, благоприятни за дългосрочното съхранение на вековни произведения на изкуството. Това е възможно благодарение на разклонена мрежа от тръби, помпи и охладителни машини, които са свързани с реката. Стотици парижки сгради разчитат на тази мрежа, но никоя не зависи толкова, колкото Лувърът, пише Wired. 

„Това е най-големият ни клиент в района“, казва пред американското издание Рафаел Найрал, генерален секретар на Fraîcheur de Paris – компанията, която управлява охладителната система. Средно голяма офис сграда изразходва около половин мегават охладителна мощност, докато Лувърът изразходва 12 мегавата, обяснява Найрал.

Охладителната мрежа на Париж е една от малкото в света, които използват водни басейни в или близо до градове. Водата е 800 пъти по-плътна от въздуха, така че използването ѝ за поглъщане на топлина може да бъде изключително ефективно. Освен това, за разлика от традиционните климатици, охлаждането с вода не изхвърля топлината директно във въздуха извън сградата, което повишава температурата на застроените райони. Явлението е известно като ефект на градския топлинен остров.

Какво означава първата „електродържава“ в света за бъдещето на енергията?

Докато мрежите за охлаждане, захранвани от реки и езера, намират все повече приложение в Париж, Торонто и градове в САЩ, на хоризонта се задават проблеми. С глобалното затопляне сградите се нуждаят от все повече охлаждане. Освен това някои водни басейни стават толкова горещи през лятото, че водата им трудно може да се използва. Мрежите за охлаждане може да изглеждат като иновативен отговор на климатичните промени, но все пак същите могат да доведат някои от тези системи до предела им.

„В миналото това беше по-скоро луксозен проект“, коментира Део де Клерк, ръководител на екипа за отоплителни и охладителни решения в нидерландската енергийна компания Eneco. Днес клиентите на компанията все по-често търсят системи за охлаждане, както и за отопление. Eneco има 33 проекта, които са в процес на реализация. В Ротердам една от инсталациите на компанията помага за охлаждането на сгради, включително жилищни блокове, полицейски участъци, театър и ресторанти, като използва вода от река Маас.

Не е трудно да се разбере защо технологиите за охлаждане стават все по-популярни. Преди няколко години Найрал се изнася от Париж. Спомня си горещите вълни. „През уикенда ходех в парковете.” Седи там до късно вечерта и чака апартаментът ѝ да се охлади. Напоследък Найрал прекарва все повече време в молове, където има много климатици, за да преживее жестоките френски лета. Тази година безпрецедентни горещи вълни засегнаха Франция и други страни в Европа.

Сега Париж отчаяно се опитва да помогне на жителите си да намерят прохладни убежища по време на периодите на екстремна жега. Ключов компонент от плановете за адаптиране към климатичните промени в града е охладителната мрежа, захранвана от реката. Към момента тя обхваща разстояние от 100 километра, но до 2042 г. се планира разширяването  ѝ до 245 км. Докато днес мрежата обслужва около 800 сгради, целта е до другата година тази цифра да достигне 3000.

Международният съд отново вкара климатичните промени в дневния ред на инвеститорите

Системи като тази в Париж не изпомпват речна вода около имотите. Вместо това, тръбна верига доставя речна вода в съоръженията, където тя поглъща топлината от отделна, затворена верига, свързана със сградите.  Тази топлина се прехвърля чрез устройства, наречени топлообменници. След това охладената вода се връща обратно в сградите, където други топлообменници я използват, за да охлаждат въздуха в помещенията — например в конферентни зали или музеи.

Ефективността на системата в Париж варира през годината, но дори и в разгара на лятото, когато Сена е топла, коефициентът на ефективност (COP) – колко киловатчаса охлаждаща енергия се получава за всеки киловатчас електроенергия, консумиран от системата – не спада много под 4. През зимата, когато офисите, музеите и болниците все още се нуждаят от климатизация, COP може да достигне до 15, което е много по-високо от конвенционалните климатични системи. „Това е абсолютно великолепно“, се хвали Найрал.

Но летните температури са все по-голям повод за безпокойство. Това лято температурата на водата в Сена за кратко превиши 27 градуса по Целзий, отбелязва Найрал.Как обаче такава вода би могла да охлади нещо? Отговорът е охладителните устройства, които помагат за допълнителното изстудяване на водата, която циркулира около сградите. Вместо да издухват горещ въздух, тези устройства могат да изхвърлят топлината си в Сена чрез речния цикъл. Възможността да продължи да се прави това обаче намалява, защото Fraîcheur de Paris не може да връща вода в Сена при температури над 30 градуса по Целзий по екологични причини. В момента това означава, че реката може да поеме само няколко градуса допълнителна топлина в най-горещите дни. Бъдещите, по-силни вълни на топлина биха могли да изпарят тази възможност. 

„Ще трябва да вземем решение. Можем ли да пуснем охладителите при по-висок температурен диапазон, за да можем да продължим да обменяме топлина с река Сена, или искаме да разработим други съоръжения?“, посочва Найрал. Тези други съоръжения биха могли да включват подземни резервоари с хладка вода. Вариантът по някакъв начин да се промени коритото на реката е изключен, тъй като то е защитено от ЮНЕСКО. 

Водещи компании алармират: Светът скоро може да стане незастраховаем

В други части на света вече се използват мрежи за охлаждане, базирани на дълбоки водоизточници. Корнелският университет в Ню Йорк черпи вода от езерото Каюга на дълбочина 76 метра, където температурата е около 4°C през цялата година. Системата осигурява около 98% от годишната охладителна мощност за 113 сгради в кампуса. Въпреки високата ефективност, повишаването на температурите води до нарастващо търсене на охлаждане и засилена зависимост от механични охладители.

Канадската компания Enwave е увеличила капацитета на охладителната мрежа в Торонто, която използва студена вода от езеро, събирана на дълбочина 83 метра. След пречистване, водата се използва за охлаждане на сгради чрез топлообменници, без риск за качеството ѝ като питейна. Мрежата обслужва около 100 сгради, включително болници и офиси. Разширяването ѝ е постигнато чрез изграждане на тунели под града, в които са поставени нови тръби за студена вода.

Използването на големи водни маси като гигантски радиатори има смисъл, като се има предвид колко топлина могат да абсорбират, казва Мартин Хендел, изследовател в ESIEE Paris, инженерно училище в Университета Густав Айфел. Въпреки това, инсталирането и поддръжката на мрежи за охлаждане на райони, включително тази в Париж, може да бъде скъпо. Следователно те работят най-добре в гъсто населени райони, като градове, където голям брой хора вероятно ще се възползват от тях. „Тези неща обикновено се изграждат за райони, в които има много офис площи“, добавя Хендел. „Офисните площи обикновено се охлаждат целогодишно.“ Това отчасти е в отговор на топлината, генерирана от сървърите и компютърното оборудване.

Найрал признава, че разширяването на охладителната мрежа на Париж е трудно. Столицата на Франция е богата на история, така че прокопаването на нова инфраструктура често се забавя от изискването да се даде време на археолозите да разкопаят потенциално важни артефакти. Такъв е случаят и с най-новата подземна железопътна линия в Лондон, Elizabeth Line, първоначално известна като Crossrail.

Но Найрал посочва, че в някои райони мрежата на Париж използва големите стари тунели на канализационната система. В тях има достатъчно място, за да се прокарат и охладителни тръби.

Ако мрежата трябва да се разшири по план за 17 години, тогава инженерите, които работят по нея, ще трябва да използват всеки път или тунел на разположение. Нуждата е сериозна – екстремната жега убива хора в Париж и други градове. „През миналите векове достъпът до топлина беше истинска социална пропаст между богатите и бедните“, казва Найрал, като отбелязва, че днес може би достъпът до прохладни пространства е това, което все повече ни разделя. Но тук общините могат да се намесят. „Това е задачата на градовете“, подчертава тя, „да осигуряват подслон“.