Tällä hetkellä 70 % hiilipäästöistä muodostuu kaupungeissa, joten tulevaisuudessa kaupungeilla täytyy olla keskeinen rooli ilmastonmuutoksen torjunnassa. Plusenergia-alueet ovat kehittyvä energiaratkaisu, joka auttaa tavoitteen saavuttamisessa.
Plusenergia-alue eli PED (Positive Energy District) on kaupunginosa tai muu alue, joka tuottaa vuositasolla vähintään yhtä paljon energiaa kuin se kuluttaa. Plusenergia-alueen tarkoitus ei ole kuitenkaan olla muusta energiajärjestelmästä eristetty saareke, vaan toimiva ja joustavuutta lisäävä osa laajempaa kokonaisuutta. Laajalle levitessään plusenergia-alueet mullistavat perinteisen toimintatavan, jossa energiaa siirretään yksisuuntaisesti voimalaitokselta kaupungissa asuville kuluttajille. Kaupunki muuttuukin nyt tilkkutäkiksi, johon kuuluu tuottajia, kuluttajia ja energiavarastoja, ja ne kaikki toimivat rinnakkain toisiinsa kytkeytyneinä.
Plusenergia-alueet ovat nykyisellään haastava tavoite, mutta energiateknologioiden nopean viimeaikaisen kehityksen myötä ne ovat nyt ulottuvillamme. Plusenergia-alueen toteuttamiseen tarvitaan kolme perustekijää.
1. Parannetaan energiatehokkuutta
Ensinnäkin plusenergia-alueen kehitys tulee aloittaa minimoimalla paikallinen energiantarve. Ei ole järkevää rakentaa kallista ja resursseja kuluttava energiainfrastruktuuria kattamaan kulutusta, joka jo lähtökohtaisesti voitaisiin välttää.
Energiatehokkuusparannusten potentiaali on huomattava. Esimerkiksi kiristyvien määräysten vuoksi tyypillisissä pohjoiseurooppalaisissa uudisrakennuksissa tilojen lämmityksen energiankulutus on laskenut alle puoleen vuoden 2000 tasosta. Kuluttajat maksavat tästä kehityksestä vain vähän, jos lainkaan, sillä suhteellisen pieni lisäinvestointi katetaan käytön aikana saadulla energiansäästöllä. Uusiin energiatehokkuusparannuksiin on edelleen paljon mahdollisuuksia, sillä toistaiseksi on käytetty vasta helpoimmin toteutettavat keinot.
2. Valjastetaan paikallinen auringonpaiste ja muut energiamuodot käyttöön
Toiseksi plusenergia-alueen jäljelle jäävä energiantarve katetaan paikallisesti tuotetulla uusiutuvalla tai päästöttömällä energialla. Tämä voi tarkoittaa esimerkiksi jäähdytyksessä syntyvän ylijäämäenergian hyödyntämistä, paikallista aurinkoenergian tuotantoa sekä erilaisia lämpöpumppuja. Plusenergia-alueen suunnittelussa keskitytään paikallisiin olosuhteisiin, käytettävissä oleviin energiaresursseihin sekä ylijäämäenergian uudelleenkäyttömahdollisuuksiin.
3. Hyödynnetään energian kulutuksen ja tuotannon älyohjausta
Kolmanneksi tarvitaan älykkäitä suunnittelumenetelmiä ja älyohjausta, jotta energiajärjestelmä saadaan toimimaan kokonaisuutena. Tuotanto ja kuormat kannattaa suunnitella kohtaamaan niin, että energiaa tuotetaan lähellä kulutusta niin maantieteellisesti kuin ajallisestikin. Esimerkiksi aurinkoenergian tuotanto sopii luontaisesti yhteen ilmastointilaitteiden tai jäähdytyskoneiden kanssa, sillä niiden kulutushuiput osuvat tyypillisesti aikoihin, jolloin on runsaasti auringonpaistetta.
Älyohjauksella voidaan koordinoida muita vastaavia tuotannon ja kulutuksen huippuja. Esimerkiksi sähköautot ovat tavallisesti pitkiä aikoja pysäköityinä yöllä ja työpäivän aikana. Tämän perusteella voidaan valita autoille sähköverkon tasapainon kannalta ihanteellinen latausajankohta. Vastaavasti monet rakennusten järjestelmistä ja laitteista voidaan säätää toimimaan sopivina aikoina aiheuttamatta rakennuksen käyttäjille mitään haittaa. Lämpöpumput voivat toimia kahteen suuntaan ladaten lämpöä maaperään tai ottaen sitä käyttöön tarpeen mukaan.
Näitä periaatteita noudattamalla on mahdollista toteuttaa tulevaisuudessa uusia plusenergia-alueita jo aloitettujen hankkeiden lisäksi. Esimerkiksi JPI Urban Europe on äskettäin listannut 28 pilotoitavaa plusenergia-aluetta eri puolilla Eurooppaa. Silti, vaikka nämä pilottihankkeet ovatkin lupaavia, on selvää, että plusenergia-alueiden kehittäjillä on edessään monia haasteita.
Kaikkien keskeisten osapuolien – kuten suunnittelijoiden, rakentajien, energiayhtiöiden ja viranomaisten – saaminen työskentelemään tehokkaasti yhteisen tavoitteen eteen on merkittävä haaste. Urakka on siis suuri, mutta niin ovat potentiaaliset hyödytkin – plusenergia-alueet voivat onnistuessaan ratkaista merkittävän osan nykypäivän kestävään kehitykseen ja ilmastoon liittyvistä haasteista.
