| Τεχνολογίες χαμηλών έως μηδενικών ρύπων άνθρακα ορίζονται οι τεχνολογίες που βρίσκονται εγκατεστημένες επί του οικοπέδου ενός έργου ή σε κοντινή απόσταση από αυτό. Περιγράφονται περαιτέρω στην ευρωπαϊκή οδηγία 2009/28/ΕΚ και όταν σχετίζονται με τα κτίρια θεωρείται ότι τα προμηθεύουν άμεσα με ενέργεια. Οι πιο αναγνωρισμένες πηγές χαμηλών/μηδενικών ρύπων άνθρακα είναι:
- Συμπαραγωγή θερμότητας και ηλεκτρισμού
- Τριπαραγωγή για ψύξη/θέρμανση και ηλεκτρισμό
- Ηλιοθερμική ενέργεια για Ζεστό Νερό Χρήσης
- Ανεμογεννήτριες
- Φωτοβολταικά
- Αντλίες θερμότητας αέρα/αβαθούς γεωθερμίας (ASHPs & GSHP)
- Κυψέλες καυσίμου
Αναλυτικότερα:Συμπαραγωγή θερμότητας και ηλεκτρισμού Τα συστήματα συμπαραγωγής θερμότητας και ηλεκτρισμού (CHP) παράγουν ηλεκτρισμό και ανακτούν ένα μέρος της χαμένης θερμότητας για θέρμανση ή/και ζεστό νερό χρήσης. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα η συνολική απόδοση των συστημάτων αυτών να είναι σημαντικά μεγαλύτερη από αυτήν των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής που συνδέονται με το Εθνικό δίκτυο. Οι μονάδες συμπαραγωγής CHP χρησιμοποιούν συνήθως φυσικό αέριο ως κύριο καύσιμο και συχνά ενσωματώνουν ένα θερμικό απόθεμα. Οι μονάδες τροφοδοτούμενες από βιομάζα αποτελούν βιώσιμες επενδύσεις μόνο σε περιπτώσεις πολύ μεγάλων έργων λόγω των δυσκολιών χρήσης και σωστής λειτουργίας των μικρότερων μονάδων. Γενικά οι μονάδες CHP θεωρούνται βιώσιμες όταν λειτουργούν τουλάχιστον 5000 ώρες ετησίως και έχουν ένα θερμικό φορτίο κατάλληλα μοιρασμένο μέσα στη διάρκεια του έτους. Στο Ηνωμένο Βασίλειο τέτοιες μονάδες συνήθως καλύπτουν τα φορτία βάσης της θέρμανσης χώρων και ζεστού νερού χρήσης, δηλαδή χονδρικά το 15% του συνολικού φορτίου που περιστασιακά αυξάνεται έως και 45%. Τριπαραγωγή για ψύξη/θέρμανση και ηλεκτρισμό Οι μονάδες τριπαραγωγής θερμότητας για ψύξη/θέρμανση και ηλεκτρισμό (CCHP) χρησιμοποιούν τις ίδιες αρχές με τις μονάδες CHP. Ωστόσο, η παραγόμενη θερμότητα χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή ψύξης μέσω ψύκτη απορρόφησης. Μπορούν δηλαδή να κάνουν χρήση της θερμότητας που παράγεται από τη μονάδα CHP σε κτίρια με υπαρκτό ψυκτικό φορτίο. Παρόμοια με τα CHPs, τα εργοστασιακά CCHPs θεωρούνται συνήθως βιώσιμα όταν λειτουργούν για τουλάχιστον 5.000 ώρες ετησίως και έχουν ένα θερμικό και ψυκτικό φορτίο κατάλληλα μοιρασμένο μέσα στη διάρκεια του έτους. Είναι καλό όταν σκεφτόμαστε να συμπεριλάβουμε αυτήν την τεχνολογία να λαμβάνουμε υπ'όψιν πως ο ψύκτης απορρόφησης ενσωματωμένος στο CCHP έχει συχνά πολύ χαμηλή απόδοση και η πρόθεση είναι να χρησιμοποιηθεί το CHP για τη θέρμανση της πλειονότητας των αναγκών για ζεστό νερό χρήσης. Ηλιοθερμία - σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης Τα ηλιοθερμικά πάνελ χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια για να παράγουν ζεστό νερό για χρήση μέσα στο κτίριο. Τα πάνελ προσφέρονται συνήθως είτε με τη μορφή επίπεδης πλάκας είτε με τη μορφή διάταξης σωλήνων κενού. Ιδανικά τα πάνελ τοποθετούνται σε κλίσεις περίπου 30-60° (Ευρώπη), αλλά μπορεί συχνά να τοποθετούνται κάθετα ή οριζόντια, εάν είναι απαραίτητο θυσιάζοντας ένα 20-50% της αποθηκεύσιμης θερμότητας. Ανεμογεννήτριες Οι ανεμογεννήτριες παράγουν ηλεκτρισμό που προέρχεται από το αιολικό φορτίο της εκάστοτε περιοχής. Η απόδοσή τους εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ταχύτητα του ανέμου και την ποσότητα κινητικής ενέργειας των τυρβωδών ροών που με τη σειρά τους επηρεάζονται από τον τύπο εδάφους και το ύψος εγκατάστασης. Στα αστικά περιβάλλοντα, η μη στρωτή ροή ανέμου είναι ο κανόνας λόγω της αναταραχής που δημιουργείται κυρίως από παρακείμενα κτίρια με διαφορετικά ύψη και γεωμετρία. Υπάρχουν αυξανόμενες ενδείξεις ότι οι αστικές ανεμογεννήτριες δεν αποδίδουν σε συμφωνία με την εκτιμώμενη παραγωγή του κατασκευαστή, συνήθως παράγουν περιορισμένη ενέργεια σε αστικά τοπία και θεωρούνται μη βιώσιμες όταν πρόκειται για τη μείωση του αποτυπώματος άνθρακα ενός κτιρίου. Φωτοβολταϊκά Τα φωτοβολταϊκά πάνελ χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ο βέλτιστος προσανατολισμός για φωτοβολταϊκά πάνελ είναι ο Νότος και περίπου 30-35° ως μέση γωνία κλίσης (Ευρώπη) υπό την προϋπόθεση ότι οι εν λόγω περιοχές δεν βρίσκονται σε σκιά. Η σκίαση μπορεί να καταστεί ιδιαίτερα επιβλαβής παράγοντας σε ορισμένες περιπτώσεις σε αντίθεση με την ηλιοθερμική τεχνολογία. Τα φωτοβολταϊκά αποτελούνται από κυψέλες συνδεδεμένες σε σειρά και η σκίαση ενός δευτερεύοντος τμήματος μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική πτώση απόδοσης ενός ολόκληρου πάνελ και κατά συνέπεια μείωση της απόδοσης μιας ολόκληρης στοιχειοσειράς (στρίνγκ) πάνελ. Τα φωτοβολταϊκά πάνελ μπορούν να ενσωματωθούν σε όλα τα δομικά στοιχεία του κτιρίου ακόμη και αν ο προσανατολισμός και η κλίση δεν είναι ο βέλτιστος (με συνέπεια την πτώση του παραγώμενου ρεύματος 20-50%). Η απόδοση της επένδυσης δεν είναι σήμερα αυτοσκοπός αλλά η τοπική παραγωγή που συμβάλλει ουσιαστικά στην αναβάθμιση των περιβαλλοντικών επιδόσεων των κτιρίων και έχει γίνει μια αναδυόμενη τάση ειδικά στο Ηνωμένο Βασίλειο όπου η κυβέρνηση έχει νομοθετήσει σε μεγάλο βαθμό για την επίτευξη σχετικών ευρωπαϊκών περιβαλλοντικών στόχων. Βιομάζα Η βιομάζα θεωρείται ανανεώσιμη πηγή καυσίμου καθώς το διοξείδιο του άνθρακα που απορροφάται κατά την περίοδο ανάπτυξης εκτιμάται ότι είναι περίπου ίσο με το διοξείδιο του άνθρακα που εκπέμπεται κατά την καύση και ως εκ τούτου θεωρείται "ουδετέρη ανθρακικα". Η βιομάζα είναι κάυσιμο που αποτελείται συνήθως από ξύλο με τη μορφή υπολλειμάτων ξυλείας. Παραταύτα, θα πρέπει να ληφθούν υπ'όψη οι μεγάλοι χώροι αποθήκευσης καυσίμων με τα σχετικά έξοδα μεταφοράς και παράδοσης. Πρέπει επίσης να αναγνωριστεί ότι οι λέβητες που καταναλώνουν βιομάζα αυξάνουν τις εκπομπές οξειδίων του αζώτου σε σύγκριση με τους λέβητες φυσικού αερίου και γιαυτό δεν επιδοτούνται σε πολλές πόλεις της Μ. Βρετανίας. Θέρμανση και ψύξη με αντλίες θερμότητας αέρα Οι αντλίες θερμότητας αποτελούν μια αποδοτική μέθοδο θέρμανσης (και ψύξης). Η λειτουργία τους βασίζεται στην λειτουργία ενός θερμοδυναμικού κύκλου για την αύξηση/μείωση θερμοκρασίας του μέσου θέρμανσης/ψύξης εξάγοντας/εισάγοντας θερμότητα από/στην πηγή (π.χ. ατμοσφαιρικός αέρας). Η απόδοση αυξάνεται όταν η θερμοκρασία του μέσου που κυκλοφορεί η αντλία στα καλοριφέρ είναι κοντύτερα στη θερμοκρασία της πηγής. Γιαυτό το λόγο οι αντλίες θερμότητας συνδέονται συχνα με συστήματα ενδοδαπέδιας θέρμανσης που χρησιμοποιούν μεγαλύτερες επιφάνειες εκπομπής θερμότητας σε σχετικά χαμηλότερες θερμοκρασίες (εν συγκρίσει με αυτές μέσα σε καλοριφέρ συνδεδεμένα με καυστήρα). Θέρμανση και ψύξη με αβαθή γεωθερμία Τα συστήματα θέρμανσης και ψύξης με αβαθή γεωθερμία αξιοποιούν τις ήπιες σταθερές θερμοκρασίες λίγα μέτρα κάτω απο την επιφάνεια του εδάφους. Κατά τη θέρμανση, απορροφούν θερμότητα από το έδαφος ενώ κατά τη ψύξη την απορρίπτουν πίσω στο έδαφος. Υπάρχουν δύο βασικές μέθοδοι που συνίστανται στη χρήση συστημάτων ανοικτού ή κλειστού κυκλώματος. Τα συστήματα ανοιχτού κυκλώματος εξάγουν νερό, συνήθως από τον υδροφόρο ορίζοντα, και το χρησιμοποιούν είτε στη διαδικασία θέρμανσης είτε ψύξης πριν απορρίψουν αυτή τη θερμότητα πίσω στον υδροφόρο ορίζοντα μέσω ξεχωριστής γεώτρησης. Τα συστήματα ανοιχτού κυκλώματος στο Ηνωμένο Βασίλειο απαιτούν έγκριση άδειας από την Περιβαλλοντική Υπηρεσία που έχει συνήθως διάρκεια 10 ετών. Τα συστήματα κλειστού κυκλώματος διαχέουν ή εξάγουν θερμότητα από το έδαφος μέσω κυκλωμάτων σωληνώσεων που συνήθως εισάγονται σε κάθετες γεωτρήσεις. Αυτά γενικά δεν απαιτούν άδειες από την Περιβαλλοντική Υπηρεσία καθώς δεν γίνεται εξαγωγή νερού από τον τοπικό υδροφόρο ορίζοντα. Γενικά, τόσο για τις επιλογές ανοιχτού όσο και κλειστού κυκλώματος, τα συστήματα αβαθούς γεωθερμίας συνδέονται με αντλίες θερμότητας οι οποίες αξιοποιούν την θερμότητα που εξάγεται/απορρίπτεται για την θέρμανση/ψύξη χώρων και παροχή ζεστού νερού χρήσης. Οι πιό ήπιες θερμοκρασίες που επικρατούν εδώ εξασφαλίζουν συνήθως αρκετά καλύτερες αποδόσεις εν συγκρίσει με τις αντλίες θερμότητας αέρα. Κυψέλη καυσίμου Η τεχνολογία κυψελών καυσίμου μετατρέπει ουσιαστικά τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική και θερμική. Τα κύτταρα πρέπει να τροφοδοτούνται συνεχώς με υδρογόνο (που προέρχεται είτε από σωληνώσεις είτε από πηγή αποθήκευσης) και οξυγόνο (που προέρχεται από αέρα). Αυτά συνδυάζονται και η χημική αντίδραση παράγει ηλεκτρική ενέργεια, θερμική ενέργεια και υδρατμούς. Οι κυψέλες καυσίμου χρειάζονται πηγή καυσίμου υδρογόνου που μπορεί είτε να προέρχεται από μια πηγή σωληνώσεων είτε από αποθηκευμένο αέριο. Ωστόσο, η πιο συνηθισμένη προσέγγιση στο Ηνωμένο Βασίλειο είναι η χρήση φυσικού αερίου για την παραγωγή υδρογόνου που απαιτείται για τη λειτουργία της κυψέλης καυσίμου. Οι κυψέλες καυσίμου έχουν διάφορους εμπορικούς και τεχνικούς περιορισμούς. Υπάρχει υψηλό αρχικό κόστος κεφαλαίου, μόνο λίγοι καθιερωμένοι προμηθευτές και πολύ περιορισμένες εξειδικευμένες επιλογές σχεδιασμού, εγκατάστασης και συντήρησης. Ορισμένα στοιχεία κυψελών καυσίμου απαιτούν τακτική αντικατάσταση που συνεπάγεται συνεχείς κοστολογικές επιπτώσεις. Τα ίδια τα κύτταρα καυσίμου είναι γενικά μεγάλα, βαριά και απαιτούν συχνό αερισμό. Γενικά Είναι σημαντικό, όταν συνδυάζονται τεχνολογίες χαμηλού & μηδενικού άνθρακα, να ελέγχεται πως οι αρετές τις μίας δεν ακυρώνονται από αυτές της άλλης.
| 
