Marienlyst to dzielnica usług publicznych. Należą do niej budynki szkoły, boisk, szatni i hal sportowych, basenu oraz lodowiska, domu pomocy społecznej i domu spokojnej starości. Posiada ona własną lokalną sieć ciepłowniczą, ale jednocześnie jest zintegrowana z miejską siecią ciepłowniczą, która może zapewnić dodatkowe ciepło w razie awarii lub zbyt niskiej produkcji lokalnej. Ciepło w miejskiej sieci obecnie produkowane jest w 69% poprzez sprężanie ciepła pozyskanego z wody morskiej z fiordu Drammen, a w 12% z drewna o 17% z różnych kopalin.
Fot. Szkoła podstawowa w dzielnicy Marienlyst. Pierwszy budynek pasywny w Norwegii, w dzielnicy Marienlyst, działający praktycznie bez ogrzewania, ale aktywnie chłodzony latem.
Jak w każdej sieci ciepłowniczej występują tu źródła i miejsca odbioru ciepła. Głównym źródłem ciepła dla lokalnej sieci Marienlyst są dwa boiska piłkarskie oraz szkoła podstawowa. Ci ciekawe szkoła ta jest pierwszym budynkiem pasywnym zbudowanym w Norwegii w 2007 roku. Boiska piłkarskie są natomiast zbudowane w taki sposób, że latem ich sztuczna murawa ogrzewa wodę w biegnących pod nią rurach z wodą – to gigantycznych rozmiarów kolektory słoneczne o powierzchni 12000 m2 jedno![1]. Głównym odbiornikiem ciepła jest basen miejski, w tym jego część odkryta oraz różne elementy boisk. 
Fot. Boczne boisko treningowe działające latem jako kolektor słoneczny, a zimą jako lodowisko.
Główne skrzypce w tej orkiestrze grają pompy ciepła (sprężarki), zasilane energią elektryczną zarówno z ogniw fotowoltaicznych, jak i energii wodnej, która w prawie 100% zasila norweską sieć energetyczną. Pompy ciepła specjalnie zaprojektowane dla całej dzielnicy są zgrupowane w budynku dawnej hali sportowej – zdecydowano, iż będzie to rozwiązanie lepsze niż instalowanie pompy dla każdego obiektu oddzielnie. Dzięki temu ciepło lub chłód wytwarzane w jednym budynku mogą być przekazywane do innego.
Fot. Trzy pompy ciepła (sprężarki) używane do wytwarzania chłodu na potrzeby lodowiska zimą – uwaga – produkcji czeskiej! Do wytwarzania ciepła dedykowana jest osobna, tylko jedna, pompa ciepła (nie widoczna na zdjęciu).
Najważniejsze przemiany cieplne w tej lokalnej sieci ciepłowniczej są następujące. Latem kolektory słoneczne umieszczone pod sztucznymi boiskami oraz ciepło pochodzące ze szkoły podstawowej przetwarzane jest przez pompy ciepła na potrzeby basenu krytego i odkrytego. Szkoła podstawowa jest w tym procesie aktywnie chłodzona. Zimą na jednym z boisk piłkarskich za pomocą sprężarek tworzone jest lodowisko odkryte. W trakcie tego procesu wytwarzane jest tak wiele ciepła, że ogrzewa ono basen kryty oraz halę sportową, a często także drugie boisko odkryte, aby mogły się tam odbywać mecze ligi norweskiej. Stale w tych układach dostarczane jego ciepło do domów pomocy społecznej.
Zarówno latem, jak i zimą często w tej lokalnej sieci jest zbyt wiele ciepła. Latem ciepło to jest emitowane przez chłodnię kominową umieszczoną tuż obok pomieszczenia z pompami ciepła. Architektura tego miejsca w niczym jednak nie kojarzy się chłodniami kominowymi tradycyjnych elektrowni. Zimą nadmiar ciepła kierowany jest m.in. do basenu odkrytego, który stale pozostaje napełniony wodą. Stałe napełnienie basenu jest koniecznym obciążeniem jego konstrukcji betonowej, po to by zmrożone podłoże zimą nie wysadziło go od spodu. W tym akurat miejscu miasta w podłożu znajdują się namuły rzeczne, a nie lita skała.
Fot. Po lewej basen odkryty, po prawej basen zakryty – istotni odbiorcy ciepła w lokalnej sieci cieplnej Marienlyst.
Istotnym składnikiem wszystkich tych procesów przemian energetycznych są dwa związki chemiczne używane w sprężarkach (pompach ciepła). Wiele sprężarek jako gazu pośredniczącego w wymianie cieplnej pomiędzy źródłem górnym i dolnym używa F-gazów, które przy ewentualnym uwolnieniu do środowiska są groźne m.in. dla warstwy ozonowej. W sprężarkach pracujących dla dzielnicy Marienlyst takim gazem jest jednak pochodzący z powietrza i obecny w powietrzu dwutlenek węgla.
Z kolei do chłodzenia m.in. lodowiska wykorzystywany jest amoniak. Jednym z centralnych elementów instalacji dzielnicowej Marienlyst jest regulator stężenia amoniaku w układzie sieci ciepłowniczej. Latem nie używa się go wcale, a zimą używa się go najwięcej, ponieważ tylko dzięki jego obecności możliwe jest wytworzenie temperatur umożliwiających stworzenie lodowiska. Warto pamiętać, że amoniak to jeden ze związków chemicznych, który zawiera szczególnie dużo wodoru i twierdzi się, że w przyszłości może być jedną z głównych form jego przechowywania.
Fot. Po lewej fragment układu sterowania lokalną siecią ciepłowniczą – żółte koło sterujące reguluje dopływ amoniaku. Po prawej plątanina kabli (akurat trwała wymiana części z nich!) z czynnikami chłodniczymi i cieplnymi w lokalnej sieci ciepłowniczej Marienlyst.
Norwescy inżynierowe w dzielnicy Marienlyst pokazują jak wiele ciepła już dziś istnieje w budynkach usługowych i jak można to ciepło odpadowe dobrze wykorzystać tam, gdzie potrzeba go wiele. W Marienlyst produkuje się 2200 MWh energii słonecznej rocznie. Siła tego rozwiązania tkwi w myśleniu o większym systemie, a nie tylko o jednym obiekcie oraz w myśleniu o przemianach ciepła w wielu różnych kierunkach, a nie tylko w jednym. Ich pasja powoduje, że energia ulega niemal cudownemu rozmnożeniu.
Autor: Wojciech Szymalski, na podstawie materiałów z wyjazdu studyjnego do Norwegii w ramach projektu „Mamy przestrzeń dla OZE”.
[1] Uruchom wyobraźnię i wyobraź sobie ile ciepła moglibyśmy wytworzyć, gdyby w taki sposób zbudowane były wszystkie polskie orliki 2012.
