ekoEnergia: ogrzewanie, wentylacja pomieszczeń, mądre budowanie, energia solarna, ekologia

Zużycie energii pierwotnej w sektorze komunalno-bytowym na ogrzewanie i przygotowanie ciepłej wody jest porównywalne ze zużyciem energii w przemyśle i wynosi obecnie około 42% globalnego zużycia energii pierwotnej, w tym mieszkalnictwo 35%.
Po doliczyniu budynków i lokali użytkowych zużycie energii przekracza 50%

Jak widać zużycie energii w sektorze mieszkaniowym ma znaczący wpływ na bilans energetyczny kraju.
Tu trzeba podkreślić, że ze wzgledu na skalę ma PODSTAWOWY WPłYW NA BILANS ENERGETYCZNY KRAJU.

W niniejszej pracy zostaną przedstawione: stan obecny i perspektywy efektywnego wykorzystania energii w mieszkalnictwie.

EFEKTYWNOśĂ? ENERGETYCZNA W GOSPODARCE

Przyjmując rok 1990 jako rok bazowy można stwierdzić, że do roku 1998 w Polsce - Produkt Krajowy Brutto wzrósł do 132%, zużycie energii spadło do 97% a intensywność energetyczna zmalała do 72%. Parametry te świadczą o prawidłowych tendencjach rozwoju Polski w sensie energochłonności jej gospodarki. Pozostaje jednak pytanie czy poprawa efektywności energetycznej nie mogłaby przebiegać szybciej?

OdpowiedŹ jest twierdząca, jeśli porównać poziom energochłonności w Polsce do poziomu energochłonności w Unii Europejskiej to niestety dynamika popytu też jest lepsza w UE. Dlatego w Polsce powinien powstać plan działań zmierzający do ograniczenia zużycia energii w całym kraju, według którego realizowana byłaby polityka efektywności energetycznej.

Warunkami makroekonomicznymi niezbędnymi do prowadzenia polityki efektywności energetycznej są:

• stabilna polityka ekonomiczna kraju
• doprowadzenie struktury cen nośników energii do struktury światowej
• stopniowa likwidacja subwencji państwa do sektora paliwowo-energetycznego m. in. w wyniku prywatyzacji tego sektora

Można powiedzieć, że w Polsce istnieją poważne przesłanki do spełnienia każdego z tych warunków. Natomiast główne cele polityki efektywności energetycznej można określić następująco:

1. poprawa konkurencyjności gospodarki narodowej na rynkach międzynarodowych
2. poprawa bezpieczeństwa energetycznego kraju
3. ochrona środowiska naturalnego, a w rezultacie wzrost dobrobytu obywateli

Realizacja celu strategicznego, jakim jest zmniejszenie jednostkowego zużycia energii w gospodarce w ciągu najbliższej dekady nawet o 30%, jest możliwe pod warunkiem natychmiastowego podjęcia działań i wdrożenia wzajemnie ze sobą powiązanych instrumentów, którymi są:

• regulacje i działania prawno-organizacyjno-instytucjonalne, bodŹce ekonomiczne
• promocja nowoczesnych technologii i wdrożenia standardów
• szkolenia, edukacja oraz rozpowszechnienie informacji
• podjęcie prac naukowo-badawczych rozwijających energooszczędne technologie

Niestety wprowadzaniu polityki efektywności energetycznej towarzyszą liczne bariery, z których najważniejsze to:

• bariery ekonomiczne: niska opłacalność przedsięwzięć energooszczędnych, (wysokie koszty kapitałowe takich przedsięwzięć w stosunku do relatywnie niskich kosztów energii), brak polityki podatkowej zachęcającej do prowadzenia polityki efektywności energetycznej, brak kapitału, trudności w dostępie do funduszy sektora prywatnego
• brak świadomości i informacji: brak informacji o zużyciu energii, brak informacji o korzyściach płynących z inwestycji energooszczędnych, brak informacji o możliwościach finansowania takich inwestycji
• bariery techniczne: niezgodność technologii i urządzeń z obowiązującymi przepisami, brak przemysłu produkującego urządzenia energooszczędne
• bariera legislacyjna: brak strategii efektywnego wykorzystywania energii, brak aktów wykonawczych do Prawa energetycznego, skomplikowane procedury finansowania inwestycji ze środków budżetowych, niemożność korzystania przez podmioty budżetowe z oszczędności wynikających z inwestycji energooszczędnych
• bariera instytucjonalna: brak instytucji o charakterze biur doradczych dla ludności, gmin i przemysłu (np. drobnego), brak poparcia państwa dla ESCO, brak banków i funduszy inwestycyjnych angażujących się w opłacalne projekty.

Wszystkie te bariery związane są z brakiem świadomości społecznej, nie wyłączając władzy publicznej. ładny opis, ale calkowicie pomija podstawowe zadania wpływające na efektywność np. ukształtowanie świadomości społecznej w zakresie efektywności energetycznej czy OZE, uruchomienie niezależnych działań rynkowych. Trzeba stworzyć popyt na inwestycje/modernizacje a podaż na urządzenia i finansowanie powstanie sama. To jest gospodarka rynkowa. Dywagacje centralnego sterowania procesami społecznymi i gospodarczymi, nie są z tego wieku.

Ostatnio obserwujemy debatę komisji sejmowej na temat wdrażania dyrektywy Dyrektywy 2002/91/WE w sprawie charakterystyki energetycznej budynków oraz wykorzytsania funduszu termomodernizacyjnego. Bardzo ładne wypowiedzi, rzucanie liczbami i przechwalanie się "ile to zrobiono". Tak naprawdę fundusz termomodernizacyjny pomógł sfinansować (raczej zachęcił do sfinansowania) mniej niż 1% budynków, które wymagają termomodernizacji.

Czy warto wogóle o tym dyskutować? Scenogram z posiedzenia komisji znajdziecie na następnych stronach.

Koszty energii

Obecnie ceny energii w Polsce są niższe od cen ekonomicznych i znacznie niższe od cen europejskich, z wyjątkiem cen węgla kamiennego, które są bliskie europejskim. Udział kosztów energii w budżetach domowych w Polsce jest natomiast ponad dwukrotnie większy niż w krajach UE. Wynika to z niższej zamożności polskiego społeczeństwa, na co wpływa wciąż jeszcze niska średnia wydajność pracy oraz mała konkurencyjność polskich wyrobów na rynku światowym.

Szkoda, że autor nie przytacza wartości bezwzględnych. W większości gospodarstw domowych kosty utrzymania mieszkań zbliżają się do 75% dochodów rodziny, z czego większość to koszty energii w postaci bezpośredniej, lub pośredniej. Przyjrzyjmy się jak na tym tle wygląda sektor mieszkaniowy.

ANALIZA WYKORZYSTANIA ENERGII W MIESZKALNICTWIE W POLSCE

W sektorze mieszkaniowym w Polsce wykorzystywane są głównie dwa rodzaje energii: energia elektryczna i ciepło. Przetwarzanie energii zawartej w paliwie na ciepło można realizować ze sprawnościami bliskimi 100% (dla kotłów kondensacyjnych sprawność może przekraczać 100% z tego wzglęgu, że zgodnie ze standardami europejskimi za wartość odniesienia przyjmuje się niższą wartość opałową, a nie wyższe ciepło spalania zawierające ciepło kondensacji pary wodnej). Energia elektryczna uzyskiwana jest z dużo niższymi sprawnościami - wynoszącymi od 36 - 40% w siłowniach parowych do ok. 60% w kombinowanych siłowniach parowo-gazowych.

Z porównania liczb z Tablicy 1 wynika, że najbardziej korzystnym sposobem przetwarzania energii jest skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła. Za tym sposobem przemawia zarówno wysoka sprawność elektrociepłowni, a tym samym maksymalne wykorzystanie paliw, jak i dużo niższe emisje niż w systemach rozdzielnych.

Stan aktualny Ciepłownictwa

W kraju (według [2]) jest około 11 mln mieszkań o powierzchni całkowitej ponad 700 mln m2, w tym ok. 7,4 mln mieszkań w miastach i 3,6 mln na wsi. Ponad 5,5 mln mieszkań w miastach oraz ponad 2,5 mln mieszkań na wsi wyposażonych jest w instalację centralnego ogrzewania.

• 1,5 mln kotłów c.o.
• 7,5 mln pieców ceramicznych
• 1,5 mln pieców metalowych
• 6,5 mln pieców kuchennych

Z danych liczbowych przedstawionych w tablicy 3 wynika, że głównymi nośnikami energii pierwotnej w Polsce są węgiel kamienny i brunatny. Spalanie tych paliw jest trudniejsze i bardziej uciążliwe dla środowiska niż spalanie gazu i pochodnych ropy naftowej. Większe są też koszty inwestycyjne nowych kotłowni i wyższe koszty eksploatacji zgodnej z wymogami ochrony środowiska. Sprawności przetwarzania energii z węgla na ciepło są niższe niż sprawności przetwarzania energii z paliw węglowodorowych, szczególnie w przestarzałych jednostkach kotłowych.
Na niskie sprawności przetwarzania nakłada się niska efektywność wykorzystania energii przez przestarzałe urządzenia, wynikiem czego jest dwukrotnie wyższa energochłonność polskiej gospodarki w stosunku do gospodarek krajów Unii Europejskiej.

Stan aktualny budynków mieszkalnych w Polsce

Do dzisiaj nie przeprowadzono kompleksowych badań standardu energetycznego budynków. Wyrywkowe badania, a przede wszystkim kilkaset audytów energetycznych wykonanych przez różne organizacje działające w obszarze poszanowania energii pozwalają na oszacowanie standardu energetycznego budynków budowanych w różnych latach. Analizy te wskazują, że standard energetyczny budynków dobrze koreluje z okresem budowy.

Zużycie energii cieplnej (brutto) na ogrzewanie w polskich zasobach mieszkaniowych; średnio 1105 MJ/m2 rok (307 kWh/m2*rok)

Powyższe dane zestawione z danymi z tablicy 4 wskazują, że około 10 mln mieszkań ma standard energetyczny na poziomie gorszym niż 240 kWh/m2a. Liczbę tę należy nieco zmniejszyć uwzględniając wykonane w ostatnich kilkunastu latach inwestycje termomodernizacyjne. Analiza powyższych danych jednoznacznie wskazuje olbrzymi obszar dla termomodernizacji istniejących zasobów mieszkaniowych. Niestety jak dotychczas efekty uchwalonej przez parlament w dniu 18 grudnia 1998 roku Ustawy o wspieraniu przedsięwzięć termomodernizacyjnych nie zadawalają nikogo.

Nieco lepiej sytuacja wygląda jeśli chodzi o nowo budowane obiekty. Obowiązujące w Polsce od 30.09.1997r. oficjalne rozporządzenie MSWiA określa wymagania dotyczące zużycia energii w budynkach zgodnie z formułą [1]:

Jak widać wymaganie to odnosi się do ogrzewanej kubatury obiektu. Ponieważ powyżej opisując standard energetyczny budynków odwoływano się do powierzchni ogrzewanej, a nie do objętości, poniżej podano odpowiednik przytoczonych wymagań wyrażony w odniesieniu do powierzchni ogrzewanej (przy hśr = 3.1 m):

Czy przedstawione wyżej wymagania dotyczące nowych budynków prowadzą w kierunku budowy w Polsce naprawdę energooszczędnych domów? Trudno w jednoznaczny sposób odpowiedzieć na to pytanie.

Aktualnie istniejące technologie pozwalają na zbudowanie domu praktycznie nie zużywającego energii z zewnętrznych Źródeł. Jednak koszt budowy takiego domu jest relatywnie duży i w zawiązku z tym jest mało realne aby takie domy powstawały w Polsce w masowej skali. Biorąc pod uwagę ekonomiczne realia w warunkach polskich za energooszczędny można uznać już dom jednorodzinny o wskaŹniku E<100 (w Europie Północnej co najmniej E<50).

PERSPEKTYWY EFEKTYWNEGO WYKORZYSTANIA ENERGII W MIESZKALNICTWIE

Przyszłe efekty w zakresie poszanowania energii w mieszkalnictwie w znacznej części zależą od polityki Rządu polskiego w tej dziedzinie. Przesłanki tej polityki można znaleŹć w dwóch dokumentach. Pierwszy z nich to Nowa Polityka Ekologiczna Państwa gdzie czytamy, że przyjęte metody i narzędzia realizacji tej polityki państwa to:
w gospodarce komunalnej i budownictwie - unowocześnienie systemów grzewczych, zmniejszenie strat w sieciach wodociągowych, oszczędzanie wody, ocieplanie budynków, segregacja śmieci i odzysk surowców, wykorzystanie ciepła odpadowego i stosowanie szeregu innych nowoczesnych rozwiązań w infrastrukturze technicznej miast i osiedli, które nie tylko zmniejszy presję tej infrastruktury na środowisko, ale także ograniczy koszty jej eksploatacji; ochrona krajobrazu przy planowaniu osiedli miejskich, podmiejskich i wiejskich oraz rozmieszczaniu obiektów produkcyjnych w strefach urbanizujących się.
Drugi dokument w którym można się doszukać kierunków działań Rządu polskiego w dziedzinie efektywności energetycznej w mieszkalnictwie to:
Założenia Polityki Energetycznej Polski do 2020 roku, gdzie zaplanowano następujące działania rządu w tej dziedzinie:
Instrumenty regulacji bezpośredniej

1. Prezes Urzędu Mieszkalnictwa i Rozwoju Miast w oparciu o wnioski z monitoringu skutków funkcjonowania ustawy z dnia 18 grudnia 1998 r. o wspieraniu przedsięwzięć termomodernizacyjnych, po zasięgnięciu opinii Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji, podejmie działania umożliwiające uwzględnienie ich w ustawie budżetowej na 2001 r. i wystąpi do Ministra Finansów o zwiększenie zakresu inwestycji objętych ustawą.
2. Minister Gospodarki podejmie pracę nad przygotowaniem projektu ustawy określającej politykę Państwa w zakresie racjonalnego użytkowania energii, Źródeł skojarzonych i odnawialnych.

• wysokosprawne napędy elektryczne (silniki, falowniki, osprzęt, itp.),
• wysokosprawne systemy oświetlenia (Źródła światła, oprawy, systemy zarządzania oświetleniem),
• elektroniki użytkowej, stosowanej w artykułach gospodarstwa domowego (AGD) i sprzęcie radiowo-telewizyjnym (RTV) oraz telekomunikacyjnobiurowym,
• odnawialne Źródła energii dla budownictwa,
• odzysku energii w budownictwie i przemyśle,
• skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej w obiektach różnej skali.

1. Minister Spraw Wewnętrznych i Administracji wystąpi do Komitetu Badań Naukowych z wnioskiem o uruchomienie projektów celowych zamawianych na temat:
   • metod oceny stanu technicznego i energetycznego obiektów budowlanych,
   • standardu audytu energetycznego dla budynków zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej.
2. Minister Gospodarki we współpracy z Ministrem Spraw Wewnętrznych i Administracji przygotuje ogólnospołeczną akcję promocyjną zachowań i rozwiązań energooszczędnych.
3. Minister Spraw Wewnętrznych i Administracji, w oparciu o środki przewidziane w planie finansowym Funduszu Termomodernizacji ulokowanym w Banku Gospodarstwa Krajowego, w porozumieniu z Ministrem Finansów i Prezesem Urzędu Mieszkalnictwa i Rozwoju Miast, przygotuje i wdroży program promocji ustawy termomodernizacyjnej, z uwzględnieniem dotychczasowych działań.

Trudno powiedzieć czy zaplanowane wyżej działania rządu w sposób znaczący zwiększą efektywność energetyczną w mieszkalnictwie. Wszystko zależy od rozwiązań szczegółowych i umiejętności wdrażania rozwiązań prawnych w życie. Z tym jak pokazują doświadczenia związane z Ustawą o wspieraniu przedsięwzięć termomomodernizacyjnych nie jest w Polsce za dobrze.

Techniczno-ekonomiczne możliwości efektywnego wykorzystania energii w mieszkalnictwie

Powyższy szacunek nie uwzględnia nie wykonanych dociepleń i modernizacji w budynkach spółdzielczych. Wkład z tego tytułu nie powinien być większy niż 15% i dotyczy głównie budynków budowanych w latach od 1967 do 1982 r.

Dane zawarte w tablicach 10 i 11 wskazują, że największy potencjał termomodernizacji związany jest z budynkami starszymi niż 33 lata. Biorąc to pod uwagę oraz, że znaczny procent tych zasobów to budynki wymagające kapitalnych remontów lub wymagające rozbiórki oraz, że znaczna ich część to budynki jednorodzinne w tym budynki położone na terenach wiejskich z reguły nie dogrzane, należy przyjąć, że realne oszczędności dotyczące modernizacji tych zasobów nie przekroczą 30% wartości tak wyliczonego potencjału i wynoszą 42 TWh dla kompleksowej termomodernizacji budynków zbudowanych przed 1966 rokiem oraz 36 TWh jeżeli nie uwzględniamy wymiany okien.
Dla budynków budowanych w latach następnych możemy przyjąć do szacunku 70% wartości potencjału uwzględniając tym samym udział budynków niedogrzewanych i częściowo docieplonych co daje 28 TWh dla kompleksowej termomodernizacji i 23,8 TWh dla termomodernizacji bez wymiany okien.

Potencjał termomodernizacyjny budynków wybudowanych w latach 1986-93 możemy uznać za niedostępny termomodernizacji w trybie ustawy z dnia 18.12.1998r. o wspieraniu przedsięwzięć termomodernizacyjnych, nawet po jej znacznym zliberalizowaniu.

Zatem realny potencjał termomodernizacji wynosi 70 TWh dla termomodernizacji z wymianą okien i 59,8 TWh dla termomodernizacji bez wymiany okien.

Osiągnięcie takiego poziomu oszczędności energii wymaga poddania termomodernizacji 4 mln mieszkań.

A co z pozostałymi 6 milionami mieszkań, zużywającymi 3 krotnie więcej niż przewiduje norma?

Jeśli dodatkowo uwzględnimy nie objęte ustawą termomodernizacyjną budynki zbiorowego zamieszkania oraz budynki mieszkalne będące w gestii jednostek budżetowych to przedstawione wyżej wielkości wzrosną jeszcze o kilkanaście procent.

Modernizacja systemów grzewczych

Możliwości zmniejszenia zużycia energii pierwotnej zawartej w paliwie do wytwarzania ciepła w systemie ciepłowniczym wynikają z analizy ciągu przemian związanych z wytwarzaniem, przesyłaniem i użytkowaniem ciepła.

Stosunkowo najprostszym sposobem zmniejszenia zużycia energii (paliwa) jest ograniczenie zapotrzebowania na ciepło użyteczne, tj. poprawa izolacji cieplnej przegród budowlanych i zmniejszenie strat ciepła w ogrzewanych budynkach. Możliwości w tym zakresie zostały opisane wyżej przy omawianiu termomodernizacji budynków mieszkalnych. Działania w tym zakresie stanowią ok. 35% wszystkich możliwych do uzyskania efektów w obszarze systemów ciepłowniczych.

Drugim efektywnym sposobem zmniejszenia zużycia energii (paliwa) jest poprawa sprawności wytwarzania ciepła w Źródłach, a w przypadku EC stopnia skojarzenia wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. Wymaga to modernizacji kotłów, głównie w ciepłowniach komunalnych i przemysłowych oraz obniżania temperatury wody powrotnej w systemach zasilanych z EC. Szczególne możliwości wyłaniają się w przyszłości przed mikrokogeneracją. Automatyczne siłownie oparte o silniki i turbiny gazowe o mocy do 2 MW mogą z powodzeniem zapewnić ciepło i energię elektryczną dla małego osiedla mieszkaniowego. Takie rozwiązanie ogranicza w istotnym stopniu koszty uzbrojenia terenu, gdyż jedyne medium energetyczne jakie należy doprowadzić do osiedla to sieć gazowa. Brak terenów uzbrojonych jest przecież jedną z najważniejszych barier rozwoju budownictwa mieszkaniowego. Poprawa sprawności wytwarzania ciepła w Źródłach, zapewnia uzyskanie ok. 50% możliwych efektów oszczędnościowych w obszarze systemów ciepłowniczych.

Trzecim sposobem zmniejszenia zużycia energii jest hydrauliczna i cieplna regulacja systemu ciepłowniczego. Regulacja ta wymaga zmodyfikowania stosowanych dotychczas wykresów regulacyjnych oraz wprowadzenia automatycznej regulacji i sterowania. Stosując te zabiegi w systemach ciepłowniczych można uzyskać ok. 10-15% całkowitych efektów oszczędnościowych.

Jako przykład szczegółowy rozważmy możliwość zmniejszenia zużycia energii elektrycznej w układach zaopatrzenia budynków w ciepło. Zużycie energii elektrycznej w tym przypadku wynika głównie z pracy pomp wody sieciowej. Nowoczesne układy regulacji tych pomp umożliwiają osiągnięcie znaczących oszczędności energetycznych w tej dziedzinie.

Stosowane obecnie [2] układy elektroniczne pozwalają na płynną regulację obrotów pompy, w wyniku zastosowania której uzyskuje się największe oszczędności energii elektrycznej na pompowanie (czasem przekraczające 50% w porównaniu z układami bez regulacji). Zużycie energii elektrycznej w układach zaopatrzenia budynków w ciepło wynika głównie z pracy pomp wody sieciowej. Nowoczesne układy regulacji tych pomp umożliwiają osiągnięcie znaczących oszczędności energetycznych w tej dziedzinie. Dominujące w takim przypadku są dwa sposoby regulacji: według stałej różnicy ciśnień lub według charakterystyki hydraulicznej rurociągu. Regulacja według stałego ciśnienia różnicowego stanowi kompromis między kosztami inwestycyjnymi, a niepełnym wykorzystaniem charakterystyki regulacji obiektu - należy ją stosować w instalacjach o małych spadkach ciśnienia w rurociągach (instalacje pierwotnie wymiarowane na grawitacyjny obieg czynnika) lub w małych instalacjach przy pompach o niskiej wysokości podnoszenia. Sposobem regulacji przynoszącym większe oszczędności energii jest regulacja według charakterystyki hydraulicznej sieci. Oszczędności energii są w tym przypadku o około 20% większe niż przy regulacji według stałego ciśnienia. Szczegółowych przykładów technicznych można jeszcze pokazać wiele, ale bardziej istotnym jest realizacja działań systemowych.

PODSUMOWANIE I WNIOSKI

Potencjał w dziedzinie poszanowania energii w mieszkalnictwie jest duży. Niestety praktyczne uruchomienie tego potencjału wiąż jeszcze napotyka olbrzymie trudności. Duże nadzieje związane z uchwaleniem przez parlament ustawy o wspieraniu przedsięwzięć termomodernizacyjnych z perspektywy roku jej funkcjonowania zostały rozwiane. Brak wystarczających środków na promocje tej ustawy sprawił, że nie dotarto z odpowiednią informacją we właściwym czasie do jej adresatów. Mity i przekłamania zablokowały praktyczne jej wdrążenie i wydaje się, że tylko nowelizacja tej Ustawy może przełamać stagnację.

W przypadku nowo budowanych obiektów mieszkalnych istniejące prawo budowlane w aspekcie efektywności energetycznej jest zbliżone do standardów europejskich, choć istnieją jeszcze pewne rezerwy. Niestety stosowanie tego prawa w praktyce jest odległe od doskonałości.

Liczne błędy projektowe i wykonawcze, szczególnie w budownictwie jednorodzinnym, a przede wszystkim złe przyzwyczajenia i brak wiedzy u inwestorów sprawiają, że normowe wskaŹniki w praktyce są niedotrzymywane.

Dopiero doświadczenia pierwszych sezonów grzewczych zmuszają właścicieli stosunkowo nowych domów do szybkiej termomodernizacji.
Czy tak musi być?
Niestety brak pieniędzy w budżecie państwa na odpowiedni Nadzór budowlany oraz edukację społeczeństwa w dziedzinie poszanowania energii musi dawać takie rezultaty.
Patrząc jednak z perspektywy całej gospodarki działanie dotyczące poszanowania energii w mieszkalnictwie wiodą zdecydowanie prym zarówno w działaniach rządu jak i inicjatywach społeczeństwa, choć daleko nam jeszcze do poziomu krajów Unii Europejskiej.

Komentarze (0) >>

Write comment

Imię

Tytuł komentarza

Komentarz

Wyślij komentarz