Până în 2050, populația lumii va crește de la 7 miliarde la 9 miliarde de oameni. Iar 70 % din aceștia vor locui în orașe. Pentru a satisface cerințele energetice avem nevoie de soluții sustenabile care sunt atât eficiente energetic, cât și rentabile și gata de implementare la scară largă. Din fericire, o astfel de soluție există deja: Sistemele centralizate de energie. În acest modul, vom analiza mai detaliat sistemele centralizate de energie și cum a evoluat tehnologia pentru a deveni un răspuns viabil la multe dintre provocările energetice actuale. Dar, mai întâi, o definiție:

Sistemul centralizat de energie este un sistem de încălzire și răcire în care apă încălzită sau răcită este transportată de la o centrală principală către o serie de consumatori printr-o rețea închisă de țevi. Apa este folosită pentru reglarea temperaturilor interioare, iar pentru încălzirea centralizată, în scop de încălzire a apei menajere. Producția centralizată de apă încălzită și răcită elimină nevoia de soluții individuale și oferă o utilizare mult mai eficientă a combustibilului.

Combustibilul în sine reprezintă o ocazie de a reduce costurile de producție și emisiile de CO2 deoarece multe centrale pot funcționa cu energie regenerabilă, ca energia termică solară, geotermală, eoliană sau din deșeuri municipale. Într-un sistem centralizat de energie, puteți și comuta sursele de energie, schimbările radicale fiind mai ușor de făcut decât în alte sisteme de alimentare. Pentru consumator, sistemul centralizat înseamnă energie utilizabilă la îndemână. Nu este nevoie de cazane sau unități de răcire care ocupă spațiu și nevoi de întreținere costisitoare și nu există nici o investiție de capital.

Sistemele centralizate de energie există de mai mult de un secol. Acum, acestea furnizează energie pentru orașe întregi, colegii, întreprinderi la scară largă și chiar pentru instituții. General vorbind, evoluția sistemelor centralizate de energie poate fi împărțită în patru generații:

Prima generație de sisteme centralizate era acționată mai ales de cazane pe ulei ce produceau cantități mari de aburi la 200 de grade în timp ce direcționau 2/3 din energie afară, pe coșurile industriale de fum. Sistemele acopereau suprafețe mici, dar prezentau pierderi mari de căldură din cauza țevilor slab izolate și temperaturii extrem de ridicate. Deși greu de caracterizat ca eficiente comparativ cu standardele actuale, au fost o adevărată revoluție a încălzirii la momentul respectiv, și, cu siguranță, și-au îndeplinit obiectivul de a reduce poluarea din orașe. 

Sistemele centralizate din 2-a generație au rezolvat unele din problemele inițiale prin trecerea de la aburi la apa sub presiune și creșterea calității țevilor. Aceasta a permis ca sistemele centralizate să fie implementate la scară mai largă. Iar popularitatea centralelor combinate de energie termică și electrică a crescut. Utilizând surplusul de căldură din producția de energie pentru încălzire, aceste centrale au putut reduce radical costurile cu combustibilii.

A 3-a generație, ce include majoritatea sistemelor centralizate de energie actuale constă în mare parte din centrale combinate de energie termică și electrică. Una dintre cele mai mari diferențe este aceea că temperatura apei de distribuție este acum sub 100 de grade, fapt ce a făcut posibilă creșterea producției cu surse alternative de energie, precum energia solară. Iar stocarea pe termen scurt a energiei a permis proprietarilor de centrale să reducă costurile de producție producând energie electrică când prețurile sunt ridicate și stocând surplusul de căldură pentru perioadele cu prețuri joase.

Totuși, tehnologia continuă să evolueze și primele sisteme din generația a 4-a au apărut deja. A 4-a generație de sisteme de încălzire centralizată distribuie apa la o temperatură mult mai joasă pentru încălzire și la temperatură mai mare pentru răcire. Asta înseamnă mai puțină energie utilizată și mai puțină energie pierdută. Oferă și ocazia de a utiliza surse de energie sustenabile cu temperaturi joase, precum energia geotermală, reducând și mai mult impactul asupra mediului.

De asemenea, noile tehnologii fac posibilă stocarea energiei luni de zile. În plus, centralele își pot regla consumul zilnic de energie, ceea ce le permite să utilizeze cantitatea necesară în timpul perioadelor de vârf reducând semnificativ funcționarea în timpul perioadelor mai liniștite, stocând astfel energia pentru mai târziu.

Firește, investiția inițială vizată de construirea unei infrastructuri de sistem centralizat este substanțială. Dar toate semnele indică faptul că în zonele dens populate sau industrializate sistemele centralizate sunt soluția energetică a viitorului. În concluzie, beneficiile sistemelor centralizate de energie includ:

- Încălzire și răcire mai sigure.

- Costuri reduse prin economia de scară.

- Un impact semnificativ redus asupra mediului.

- Și comoditate pentru consumatori.

- Evitare a costurilor neprevăzute.

- Lipsa problemelor, lipsa întreț