محله های خودکفا چگونه بازی شهرسازی را عوض کردند؟

 شهرهای جهان با فشارهای ناشی از تغییرات اقلیمی، رشد جمعیت و نیاز به انرژی پایدار روبه‌رو هستند. محله‌های خودکفای انرژی یا همان «انرژی مثبت» پاسخی مستقیم به این چالش‌ها محسوب می‌شوند. این محله‌ها نه‌تنها انرژی مورد نیاز خود را از منابع تجدیدپذیر تأمین می‌کنند، بلکه مازاد تولیدی را نیز به شبکه بازمی‌گردانند و به کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی کمک می‌کنند.

محله‌های خودکفا فراتر از ساختمان‌های منفرد عمل می‌کنند و در سطح محله، ترکیبی از فناوری‌های خورشیدی، بادی، زمین‌گرمایی، شبکه‌های هوشمند و سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی را به کار می‌گیرند. این یکپارچگی موجب می‌شود مصرف و تولید انرژی در لحظه متعادل شود و انعطاف‌پذیری شبکه افزایش پیدا کند.

آمستردام؛ بوییکسلوترهام به‌عنوان قلب انرژی مثبت

محله بوییکسلوترهام در شمال آمستردام نمونه‌ای شاخص از محله خودکفاست که از ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۵ اجرا شد. تاکنون حدود هزار خانه ساخته شده و جامعه شناور «شون‌شیپ» یکی از مهم‌ترین اجزای آن است و با ۱۰۶ خانوار توانسته است با پنل‌های خورشیدی، پمپ‌های حرارتی و باتری‌های اشتراکی انرژی مازاد تولید کند. انتظار می‌رود بوییکسلوترهام تا سال ۲۰۲۶ به یکی از کامل‌ترین نمونه‌های محله انرژی مثبت در اروپا تبدیل شود.

فناوری‌های کلیدی این محله شامل شبکه‌های هوشمند برای تعادل عرضه و تقاضا، یک ای‌-هاب برای مدیریت شارژ بیش از ۵۰۰ خودروی برقی و پلتفرم‌های معاملاتی انرژی همتا به همتا است. بوییکسلوترهام بر ترکیب پنل‌های خورشیدی روی بام و نما، پمپ‌های حرارتی با راندمان بالا، ذخیره‌سازی باتری اشتراکی و بازارهای انرژی محلی تکیه دارد. این ترکیب وابستگی به شبکه ملی را تا ۷۰ درصد کاهش داده است. داده‌های رسمی نشان می‌دهد مصرف انرژی سالانه محله حدود ۲۵ گیگاوات‌ساعت است، در حالی که تولید انرژی آن با مازاد ۲۴۹ مگاوات‌ساعت همراه است که معادل جلوگیری از انتشار ۱.۲ کیلوتن دی‌اکسید کربن در سال است.

بیلبائو؛ زوروچاوره از صنعت سنگین تا جزیره انرژی مثبت

بیلبائو در شبه‌جزیره زوروچاوره که زمانی محل صنایع سنگین و اسکله‌های فرسوده بود، اکنون سه محله انرژی مثبت ایجاد کرده است. این منطقه با وسعت ۱.۵ کیلومتر مربع شامل ۵۵۰۰ خانه، ۱۵۰ هزار مترمربع دفاتر و ۹۳ هزار مترمربع فضاهای فرهنگی است که فقط با وسایل نقلیه بدون آلایندگی قابل دسترسی هستند. سیستم حلقه زمین‌گرمایی و هیدروترمال ۸۰ درصد نیاز حرارتی این محله را پوشش می‌دهد و ۱۵ تا ۲۰ درصد مازاد تولید دارد.

نوآوری‌های محله انرژی مثبت بیلبائو به شکلی یکپارچه طراحی شده‌اند تا همزمان زیرساخت‌های شهری را بازآفرینی و عدالت اجتماعی را تقویت کنند. این محله با ایجاد یک هاب حمل‌ونقل برقی که ظرفیت پشتیبانی از ۳۵۰۰ خودرو را دارد، به‌طور مستقیم انتشار آلاینده‌های ناشی از تردد شهری را کاهش خواهد داد. در کنار آن، سامانه‌های ذخیره‌سازی هوشمند مبتنی بر باتری و فناوری «خودرو به شبکه» به کار گرفته می‌شوند تا انرژی تولیدی و مصرفی در سطح محله به‌صورت پویا مدیریت شود و خودروهای برقی بتوانند در ساعات اوج مصرف، برق ذخیره‌شده خود را به شبکه بازگردانند. آزمایش‌های انرژی جزر و مدی نیز به‌عنوان بخشی از راهبرد تنوع‌بخشی منابع تجدیدپذیر در این محله در حال توسعه است.

زوروچاوره تضمین کرده است که ۲۰ درصد واحدهای مسکونی با یارانه برای خانواده‌های کم‌درآمد بازسازی شوند تا منافع پروژه به‌طور عادلانه توزیع شود. داده‌های رسمی نشان می‌دهند ظرفیت خورشیدی نصب‌شده در این محله به حدود ۵۰ مگاوات‌پیک خواهد رسید که سالانه نزدیک به ۵۵ گیگاوات‌ساعت برق تولید می‌کند، در حالی که مصرف کل محله ۴۵ گیگاوات‌ساعت برآورد شده است. انرژی مازاد معادل جلوگیری از انتشار حدود ۱۰ کیلوتن دی‌اکسیدکربن در سال خواهد بود و نقش مهمی در تحقق اهداف اقلیمی شهر ایفا می‌کند.

کپنهاگ؛ نوردهاون و آزمونگاه کربن‌خنثی در مقیاس محله

کپنهاگ با هدف رسیدن به کربن‌خنثی، نوردهاون را به‌عنوان آزمایشگاهی زنده برای محله‌های انرژی مثبت برگزید و انتظار می‌رود تا ۲۰۲۶، این پهنه بندری‌مسکونی یک کیلومتر مربعی، به بلوغ عملکردی در تولید مازاد انرژی برسد. زیرساخت گرمایش شهری بدون سوخت فسیلی در ۹۸ درصد ساختمان‌ها مستقر شده و با صرفه‌جویی سالانه قابل‌توجه در مقیاس شهری، بازیافت گرمای هدررفته را به ستون کارایی تبدیل کرده است.

ادغام پنل‌های خورشیدی که روی بام‌ها و نماهای ساختمان‌ها نصب شده‌اند، همراه با توربین‌های بادی کوچک اما کارآمد درون‌شهری، سهم مهمی در تأمین برق محله دارند. این منابع با نیروگاه‌های هم‌زمان برق و حرارت مبتنی بر زیست‌توده تکمیل می‌شوند تا گرمایش و برق پایدار برای محله فراهم کنند. افزون بر این، پایلوت‌های هیدروژنی برای ذخیره‌سازی فصلی انرژی در نظر گرفته شده‌اند تا مازاد تولید در دوره‌های پر بازده ذخیره شود و در زمان‌های کم‌تولید به مصرف برسد. شبکه‌های هوشمند محله با قابلیت پاسخ‌گویی به تقاضا، بار مصرف را در لحظه تنظیم می‌کنند و اتصال گسترده خودروهای برقی که قرار است سهم قابل‌توجهی از ناوگان شهری را تشکیل دهند، به‌عنوان ذخیره سیار انرژی عمل خواهد کرد. این ادغام منابع و فناوری‌ها موجب می‌شود اوج‌بارها کنترل شوند و تعادل لحظه‌ای میان تولید و مصرف برقرار شود.

بر اساس پیش‌بینی‌ها، نوردهاون قادر خواهد بود تا ۱۵۰ درصد نیاز انرژی خود را تولید و مازاد آن را به شبکه شهری صادر کند. این عملکرد نه‌تنها خودکفایی محله را تضمین می‌کند، بلکه به کاهش انتشار سالانه چندین کیلوتن دی‌اکسیدکربن منجر خواهد شد تا بخشی از برنامه جامع کپنهاگ برای کاهش یک‌میلیون‌تنی انتشار را تقویت کند. به این ترتیب، نوردهاون نمونه‌ای روشن از آینده شهرهای پایدار خواهد بود که تولید پاک، ذخیره‌سازی هوشمند و مشارکت شهروندان در یک اکوسیستم انرژی یکپارچه به هم می‌پیوندند.

بوداپست؛ هم‌پیوندی حمل‌ونقل پاک و انرژی مثبت در محله

بوداپست در چهارچوب ATELIER، تمرکز ویژه‌ای بر پیوند حمل‌ونقل پاک با محله‌های انرژی مثبت دارد و انتظار می‌رود تا ۲۰۲۶، چند محله آزمایشی در مناطق مرکزی و پیرامونی آن تکمیل شوند. در این محله‌ها، تولید خورشیدی روی بام‌ها و نماها با ذخیره‌سازی باتری و مدیریت بار ترکیب خواهد شد؛ اما نوآوری کلیدی، ادغام گسترده خودروهای برقی در شبکه انرژی محله است. ایستگاه‌های شارژ هوشمند و فناوری خودرو به شبکه، قرار است باتری خودروها را به ذخیره‌ساز انرژی تبدیل کنند که در ساعات اوج، برق را به شبکه محله بازگردانند. پیش‌بینی می‌شود این مدل تا ۳۰ درصد نیاز برق محله را در لحظات بحرانی پوشش دهد.

ساختمان‌های جدید با استاندارد انرژی نزدیک به صفر طراحی می‌شوند و ساختمان‌های قدیمی با عایق‌کاری و سامانه‌های هوشمند با هدف کاهش مصرف ۳۰ تا ۳۵ درصدی بازسازی می‌شوند. مشارکت شهروندان از طریق برنامه‌های آموزشی، اپلیکیشن‌های داشبوردی و مشوق‌های مالی برای خودمصرفی، قرار است به سطح بالایی برسد و پذیرش فناوری را تسهیل کند. اگر برنامه‌ها طبق زمان‌بندی پیش بروند، بوداپست نشان خواهد داد که خیابان‌ها، پارکینگ‌ها و ساختمان‌ها به یک اکوسیستم انرژی زنده تبدیل می‌شوند.