Energia z odnawialnych źródeł opłacalna
dzięki kompleksowej termomodernizacji
Powszechna fala renowacji to nie tylko efekty
związane ze zmniejszonym zapotrzebowaniem na
energię, z nowymi miejscami pracy czy poprawą
jakości powietrza. To również ekonomicznie
uzasadnione możliwości lepszego i efektywniejszego
wykorzystania odnawialnych źródeł energii
w budownictwie, a co za tym idzie – rozwój
innowacyjnych rozwiązań w polskich firmach.
Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii rośnie w Polsce.
Jednak tempo wzrostu jest niewspółmierne do możliwości
i efektów, jakie możemy osiągnąć. Zarówno w kontekście
wdrażania rozwiązań z zakresu energetyki rozproszonej
w skali pojedynczych budynków, jak również
w przypadku większych zurbanizowanych obszarów, np.
osiedli, miast czy nawet regionów, kończąc na całym kraju
z wykorzystaniem DSM czy DSR (ang. Demand Side
Management, Demand Side Response).
Odnawialne źródła energii a budynki
Dziś coraz częściej stosuje się różnego rodzaju rozwiązania
wykorzystujące odnawialne źródła energii w budynkach
nowych. Począwszy od paneli solarnych i fotowoltaicznych,
poprzez pompy ciepła, na energii wiatrowej
kończąc. To wszystko możemy dziś zaobserwować
w nowoczesnych biurowcach i coraz częściej również w budynkach mieszkalnych, zarówno wielo-, jak i jednorodzinnych.
Kluczem do efektywności wykorzystania tych źródeł
w nowych budynkach jest… izolacja. Otóż zmniejszone
zapotrzebowanie na energię w wyniku odpowiedniej izolacji
budynków pozwala na efektywniejsze zastosowanie
odnawialnych źródeł energii. Wszak nowe budynki spełniają
dziś często wymagania odpowiadające Warunkom
Technicznych na rok 2021. Dzięki temu nie tylko pozwala
to na wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, ale
również obniża koszty eksploatacji jak również samej inwestycji.
Dlaczego?
Mały przykład, duży efekt
Na potwierdzenie wskazanego kierunku przedstawiono
poniżej wyniki doboru mocy powietrznej pompy ciepła
i instalacji PV na potrzeby energetyczne niewielkiego
budynku jednorodzinnego o powierzchni ogrzewanej wynoszącej
90 m2 przed jego termomodernizacją i po. Moc
obliczeniowa pompy ciepła wynika z zapotrzebowania na
cele c.o. budynku, a do obliczeń wielkości instalacji PV
przyjęto dodatkowo roczne zapotrzebowanie na urządzenia
AGD, wynoszące 2500 kWh/rok. Moc i powierzchnię
paneli PV przyjęto w taki sposób, aby energia elektryczna
z nich wytworzona zbilansowała roczne zapotrzebowanie
przez pompę ciepła na cele c.o. i roczną ilość energii
(2500 kWh) na potrzeby AGD.
Dzięki poprawnej kolejności prac termomodernizacyjnych
zapotrzebowanie na energię na cele grzewcze zmniejszyło
się blisko pięciokrotnie. Takie działanie pozwala
zmniejszyć moc wykorzystywanych odnawialnych źródeł
energii blisko trzykrotnie w przypadku pomp ciepła,
i dostarczenie jej energii elektrycznej na potrzeby pracy
z zamontowanych na dachu paneli fotowoltaicznych.
A to znowu przekłada się na koszty inwestycji jak i sam
czas zwrotu. Dodatkowo w przypadku wielu inwestorów
daje im możliwość własnego inwestowania w odnawialne
źródła energii, utrzymując rynek producentów niezależnie
od programów finansowych wspierających rozwój OZE.
Docieplanie przegród zewnętrznych budynku i wymiana
okien przyczyniły się nie tylko do znacznego obniżenia
zapotrzebowania na energię grzewczą w analizowanym
budynku, ale również do prawie trzykrotnego zmniejszenia
mocy ("wielkości") urządzeń grzewczych. W przypadku
rozwiązania hybrydowego, jakim jest połączenie pompy
ciepła z instalacją fotowoltaiczną, docieplony budynek to
również kilkakrotnie mniejsze moce, a więc również i powierzchnia
zajmowana przez moduły instalacji fotowoltaicznej.
Co za tym idzie, jest to bardziej dostępne, realniejsze
i przede wszystkim bardziej opłacalne.
Ograniczenie strat ciepła przyczynia się więc również do
większego potencjału wykorzystania odnawialnych źródeł
energii w budynkach, a co za tym idzie – rozpowszechnienia
OZE i związanych z nimi innowacyjnymi technologiami.
Oszczędności na samochód
Różnica w konsumowanej rocznie energii elektrycznej
w analizowanych wyżej wariantach budynku wynosi ok.
8700 kWh. Jeśli by chcieć tę nadwyżkę wyprodukowanej
energii przeznaczyć np. na doładowywanie samochodu
elektrycznego, to w ciągu roku taki pojazd mógłby przejechać
ok. 48 tys. km. To przy założeniu, że w budynku
po dociepleniu instalujemy prawie 80 m2 modułów PV,
czyli taką wielkość, jaka dla wariantu przed dociepleniem
starczyła tylko na potrzeby grzewcze c.o. pompy ciepła
i urządzeń AGD. W przypadku wariantu budynku po dociepleniu
montaż instalacji PV o mocy znamionowej 10 kWp,
oprócz potrzeb c.o. i urządzeń AGD, instalacja PV nadal
produkowałaby nadmiar energii elektrycznej, wynoszący
rocznie 4700 kWh, co z dużą nawiązką wystarczyłoby na
podgrzanie c.w.u. (ok. 2800 kWh/rok dla czteroosobowej
rodziny) lub doładowanie samochodu elektrycznego pozwalające
przejechać rocznie 26 tys. km. Wówczas nasz
dom jednorodzinny oprócz domu samowystarczalnego
energetycznie w bilansie rocznym mógłby być również
naszą "stacją benzynową".
Wielowymiarowe korzyści
W Polsce wybudowanych jest 5 milionów budynków jednorodzinnych,
z czego 3,6 miliona to domy nieocieplone lub słabo ocieplone. Jest to ogromny problem zarówno
z perspektywy finansowej (ubóstwo energetyczne), jak
i zdrowotnej (smog). Nieocieplone budynki są uważane
za główną przyczynę smogu w Polsce: jak podaje raport
6 Paliwo, emisja spalin z domów jednorodzinnych
odpowiada za 88 proc. przekroczeń poziomów alarmowych
PM10, 87 proc. w przypadku pyłu PM2,5 i 98 proc.
w przypadku benzo(α)pirenu.
Wprowadzona na szeroką skalę kompleksowa termomodernizacja
budynków jednorodzinnych w Polsce nie tylko
rozwiązuje ważne i aktualne problemy społeczne w Polsce,
takie jak smog i ubóstwo energetyczne, ale także
przyczynia się do wypełnienia istotnych unijnych zobowiązań.
Bardzo ważne jest również to, że kompleksowa
termomodernizacja budynków to także solidne podstawy
do transformacji energetycznej w kierunku rozwoju nowoczesnych
technologii ułatwiających integrację budynków
z odnawialnymi źródłami energii. Aby tak się stało,
termomodernizacja musi być przeprowadzana nie tylko
w sposób kompleksowy, ale również we właściwej kolejności.
Tak jak przy projektowaniu nowych budynków,
również w budynkach modernizowanych zawsze poprawiając
efektywność energetyczną, powinno zaczynać się
od redukcji strat ciepła, a dopiero potem przechodzić do
doboru źródeł ciepła.
Bezpieczeństwo energetyczne gratis
Kompleksowe podejście do kwestii termomodernizacji
i planowanie działań jak i programów zgodnie z odpowiednią
kolejnością, czyli najpierw minimalizacja strat,
a następnie dostarczanie energii ze źródeł odnawialnych,
to również poprawa bezpieczeństwa energetycznego
Polski. Dzięki zmniejszonemu popytowi na
energię zmniejszamy amplitudę szczytów zapotrzebowania,
tzw. pików energetycznych. To daje szanse na
zmniejszenie inwestycji zarówno w sieci, jak i rezerwowe
moce wytwórcze.
Nie bez znaczenia jest również stanowisko unijne
w tej sprawie, które jasno wskazuje, że należy jednocześnie
zmniejszyć popyt (a budynki są postrzegane
jako główny priorytet) i instalować coraz więcej odnawialnych
źródeł energii. Zrobienie tylko jednego nie
jest możliwe pod względem finansowym, logistycznym
jak i technicznym.
Wymagania infrastrukturalne umożliwiające zastąpienie
paliw kopalnych odnawialnymi źródłami energii są ogromne:
pomyśl o presji na sieci elektroenergetyczne. Wydaje
się to wykonalne, ale trudne, jeśli popyt spadnie. Ale nie
jest to możliwe, jeśli popyt pozostaje taki sam. Odnawialne
źródła energii, takie jak wiatr i słońce, nie mają takiego
samego współczynnika mocy jak paliwa kopalne, co
oznacza, że potrzebujesz więcej turbin i paneli słonecznych,
aby zapewnić taką samą moc. |
