TECHNOLOGIE ograniczania niskiej emisji. Jerzy Żurawski

Transkrypt

1 TECHNOLOGIE ograniczania niskiej emisji Jerzy Żurawski

2 Dolnośląska Agencja Energii i Środowiska działa od 1999 roku w zakresie oszczędzania energii i ochrony środowiska w budownictwie mieszkaniowym, samorządowym oraz w przemyśle.. Właściciele: Dr arch. Agnieszka Cena Soroko: architekt, audytor energetyczny, ekspert Banku Światowego. Mgr inż. Jerzy Żurawski: inżynier budowlany, audytor energetyczny, Menager energetyczny wg CEM, uprawnienia europejskie ds. energii - Eurem,

3 Nasz obszar działania to wspomaganie energooszczędnych inwestycji opracowanie strategii i programów w zakresie: dotyczących oszczędzania energii wykonywania audytów energetycznych wykonywania audytów efektywności energetycznej opracowania planów gospodarki niskoemisyjnej

4 Jak ograniczyć Zmniejszyć popyt emisję? zmniejszenie populacji zmiana stylu życia efektywność zużycia energii Zwiększyć podaż innymi sposobami Konwersja paliw?

5 Konwersja paliwa

6 Emisja CO

7 Emisja SO

8 Emisja NOx

9 Emisja pyłów

10 Zmniejszenie emisji przez zmniejszenie zużycia energii w Ocieplenie ścian budynkach Ocieplenie dachu Ocieplenie podłogi na gruncie Wymiana stolarki Poprawa efektywności energetycznej wentylacji Poprawa efektywności energetycznej c.o.

11 Najlepsze dostępne technologie niskowęglowe z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii możliwe do wdrożenia na terenie gminy Wrocław z oceną ekonomiczną i ekologiczną płynącą z ich wykorzystania

12 Definicja: technologia niskowęglowa Low-carbon energy technologies zgodnie z European Strategic Energy Technology Plan (SET-Plan Niskowęglowe technologie obejmują technologie, które przy wytwarzaniu energii emitują mniej dwutlenku węgla w stosunku do tradycyjnych technologii opartych na paliwach kopalnych takich jak: wszystkie odmiany węgla, oleju oraz gazu. Niskowęglowe technologie (wytwarzania energii) opierają się o odnawialne zasoby energii takie jak: energia słońca, energia wiatru, bioenergia biomasa, energia wody lub umożliwiają zrównoważone wykorzystywanie paliw kopalnych np. przez wychwytywanie i gromadzenie dwutlenku węgla.

13 Definicja: technologia niskowęglowa Niskowęglowe technologie technologie wykorzystujące odnawialne źródła energii, energie atomową, ogniwa paliwowe. Niskowęglowe technologię - technologie mające wpływ na poprawę efektywności energetycznej sieciach energetycznych, budownictwie i transporcie. Niskowęglowe technologie wytwarzania energii oparte o paliwa kopalne z wysoką efektywnością energetyczną,. Technologie niskowęglowe to takie technologie jak: CCS, fotowoltaika, energetyka wiatrowa morska, biomasa, samochody elektryczne, ogniwa paliwowe, zintegrowane pompy ciepła, systemy magazynowania ciepła, przesył stałoprądowy z jednoczesnym wprowadzeniem ogólnie obowiązujących standardów. Do tej grupy można by zaliczyć również tradycyjne technologie spalania drewna.

14 Technologie niskowęglowe Racjonalizacja energii cieplnej Architektura słoneczna czy domy pasywne Termomodernizacja - ocieplenie przegród materiały LCA Efektywność zasilania Modernizacja instalacji c.o. i c.w.u Modernizacja wentylacji Modernizacja źródła zasilania Kogeneracja Kolektory słoneczne Pompy cieplne Zwiększenie sprawności zarządzania oraz sprawności urządzeń grzewczych i elektrycznych Zieleń, jako element zmniejszający emisję CO2 oraz zużycie energii

15 Zwiększanie powierzchni zieleni zwiększa komfort klimatyczny otoczenia oraz w samym budynku. Proponuje się wykonywanie odpowiednich nasadzeń wokół budynków oraz dla rolne zwiększenia Użytki w ha we Wrocławiupowierzchni na dachach oraz ścianach Lasy i zadrzewienia w ha 1670 Tereny rekreacyjne w ha 1700 RAZEM w ha Pochłanianie CO 2 w tonach 74679,3 Średnia emisja CO 2 ton/1 mieszkańca w Polsce Uśredniona ilość CO 2 we Wrocławiu 8, Udział procentowy redukcji emisji przez zieleń 1,41 % Jednostkowy koszt redukcji CO2 [zł/mg] 871,46

16

17 Analiza zastosowania technologii niskowęglowych dla przedszkola we Wrocławiu

18 Analiza zastosowania technologii niskowęglowych dla przedszkola we Wrocławiu na c.o. na c.w.u. oświetlenie energia pom. Razem [kwh/m2 rok] [kwh/m2 rok] [kwh/m2 rok] [kwh/m2 rok] [kwh/m2 rok] EU - energię użytkową 304,55 25 EK - energię końcową 380,68 37, ,51 469,07 EP - nieodnawialną energię pierwotną 304,55 30, ,52 486,37 Zapotrzebowanie na energię 329,55

19 Energia użytkowa EU Energia końcow a EK Energia pierwotn a EP

20 Analiza wielokryterialna zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju Analiza ekonomiczna Analiza ekologiczna Analiza techniczna Analiza energetyczna

21 Zrównoważony rozwój w budownictwie Zmniejszenie materiałochłonności w Zachowanie Efektywne Zmniejszenie budownictwie zasobów naturalnych wykorzystanie surowców obciążenia środowiska Udział energii ze źródeł odnawialnych Energia dla użytkowania budynków Energochłonność produkcji materiałów Unikanie wytwarzania niebezpiecznych odpadów Stosowanie materiałów o pozytywnej ocenie środowiskowej surowce odnawialne Emisja gazów LCA analiza Zmniejszenie zużycia wody do działalności gospodarczej Zwiększenie efektywności technologii Stosowanie zamkniętych obiegów wody

22 Obszar działania: Analiza obejmuje zagadnienia w zakresie: 1. Izolacji termicznej przegród budowlanych 2. Rozwiązania w zakresie stolarki budowlanej 3. Wentylacji 4. Instalacji centralnego ogrzewania 5. Instalacji ciepłej wody 6. Wytwarzania energii 7. Oświetlenia

23 Wybór materiału ociepleniowego

24 Rodzaj jednostka Wskaźnik emisji CO2 związanej z produkcją Wskaźnik emisji CO2 związanej z transportem Wskaźnik emisji CO2 związanej z produkcją i transportem Wełna Izolacja na Wełna mineralna bazie lnu celulozowa kamienna Wełna szklana Wełna szklana nowej generacji PureOne Polistyren z Polistyren dodatkiem tradycyjny grafitu kg/m3 127,20 52,80 39,60 31,20 24,96 32,76 32,76 kg/m3 7,98 14,00 10,90 8,94 8,94 6,30 6,30 kg/m3 135,18 66,80 50,50 40,14 33,90 39,06 39,06 Bilans emisji CO2 wynikająca z ocieplenie ścian i dachu oraz emisją związana z produkcją materiału, transportem oraz termoizolacyjnego po pierwszym roku eksploatacji Mg

25 Zmiany emisji CO2 na etapie produkcji i eksploatacji budynku

26 Analiza przedszkola Docieplenie ścian i dachu Wentylacja mechaniczna z automatycznym strowaniem Modernizacja źródła ciepła: węzeł, kotłownia gazowa, pompa ciepła, kotłownia na biomasę, Modernizacja ciepłej wody: węzeł, kotłownia gazowa, pompa ciepła,

27 Chart Title

28 Procentowa oszczędność energii pierwotnej QP w %

29 Chart Title

30 Ocena opłacalności rozwiązań niskowęglowych dla przedszkola SPBT [lata] Izolacja cieplna System grzewczy trwałość trwałość trwałość trwałoś ć

31 Zestawienie prostego czasu zwrotu poniesionych nakładów SPBT oraz opłacalnej trwałości T/SPBT

32 Redukcja CO2 w odniesieniu do energii końcowej i nieodnawialnej pierwotnej [Mg/rok]

33 Porównanie kosztów reduckji CO2 w odniesieniu do energii końcowej i nieodnawialnej pierwotnej

34 Rodzaj ulepszenia Lp. Koszty redukcji Koszty redukcji CO2 w CO2 w T-trwaość SPBT, odniesieniu do odnienieniu do maksymal T/SPBT lata energii energii na końcowej pierwotnej zł/(kg m2) zł/(mg m2) 1 Ocieplenie ścian i dachu 10,43 25,00 2,40 15,782 16,8 2 Wymiana stolarki 10,70 25,00 2,34 15,12 18,9 3 Wentylacja mechaniczna 2,11 10,00 4,73 2,98 3,93 4 Węzeł cieplny + modernizacja c.o. 2,75 15,00 5,45 3,89 4,800 5 Kotłownia gaz. kondens. + modern. c.o. 6,32 15,00 2,37 102,5-7,364 6 Kotłownia na pellets+ modernizacja c.o. 9,75 15,00 1,54 4,86 4,728 7 Ppompy ciepła +modernizacja c.o. 10,33 20,00 1,94 42,57-12,799 8 Kotłownia na bio-olej + modernizacja c.o. 31,14 15,00 0,48 2,55 2,477 9 Kotłownia na węgiel + modernizacja c.o. 8,48 15,00 1,77-24,09-4, Koletory słoneczne 38,51 20,00 0,52 11 Kolektory fotowoltaiczne 27,5 30,0 1,09 12 CHP- produkcja skojarzona energii 7,4 15,0 2,02 12 Oświetlenie 1,54 4,00 2,60 brak redukcji CO2 brak redukcji CO2 33,34 33,34 1,38 0,459

35 Wnioski Modernizacja instalacji c.o. powinna być poprzedzona zmniejszeniem zapotrzebowania na energię użytkową Czas zwrotu poniesionych nakładów nie powinien przekraczać (okresu amortyzacji) dla elementów budowlanych (okna, ściany dach ) lat, dla wentylacji 5-7 lat, dla

36

37 Przykłady poprawy efektywności energetycznej w budownictwie

38 Przykłady zrealizowanych termomodernizacji

39 Przykłady 1 Poprawa efektywności w szkole wiejskiej z zastosowaniem biomasy

40 Stan początkowy

41 Po termomodernizacji

42 Po termomodernizacji

43 Efekt ekonomiczny

44 Przykład 2 - Szczawno Zdrój Program poprawy efektywności energetycznej wybranych budynków w gminie Szczawno Zdrój.

45 Program obejmował 25 budynków 5 obiektów Domów Pomocy Społecznej składających się z 7-miu budynków o pow. ogrzewanej m2 i kubaturze ogrzewanej m3 1 budynek administracyjny o pow. ogrzewanej 629 m2 i kubaturze ogrzewanej m3 7 obiektów szkół składających się z 9-ciu budynków o pow. ogrzewania m2 i kubaturze ogrzewanej m3

46 Efekty Zmniejszenie sezonowego zapotrzebowania na ciepło z GJ/rok na GJ/rok czyli o 52,5 % Spadek zapotrzebowania na moc cieplną z kw na kw czyli o 40,3 %. Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło EU zmniejszył się z 321 do 152 kwh/m2/a, czyli o 52,6% Poprawa sprawność instalacji c.o. zwiększy się o 17 % z 67% do 84% Poprawa sprawność systemu c.w.u zwiększy się

47 Efekt ekonomiczny Efekt ekonomiczny Roczne oszczędności kosztów energii wynoszą zł Jednostkowy koszt ogrzewania zmniejszy się z ok.. 3 do 2 zł/m2/m-c, czyli o 33%. Opłata za podgrzanie 1 m3 ciepłej wody użytkowej zmniejszy się średnio z 12,0 zł na 11,0 zł, czyli o 8,3 %

48 Przykład 3Powiat Dzierżoniowski Program termomodernizacji budynków powiatowych.

49 Program obejmował termomodernizację: 4 obiektów Domów Pomocy Społecznej składających się z 8 miu budynków o pow. ogrzewania m2 i kubaturze ogrzewanej m3 4 obiektów Schronisk i Domów Wczasów Dziecięcych składających się z 6 ciu budynków o pow. ogrzewania m2 i kubaturze ogrzewanej m3 4 obiekty administracyjne w 5-ciu budynkach o pow. ogrzewania m2 i kubaturze ogrzewanej m3

50 Zakres i koszty Wszystkie obiekty Docieplenie ścian zewnętrznych Docieplenie dachów, stropodachów Docieplenie stropów nad piwnica Wymiana okien Modernizacja wentylacji Modernizacja c.o. Montaż zaworów podpionowych i term. Modernizacja c.w.u Montaż kolektorów słonecznych Wymiana kotłowni, automatyka pogodowa RAZEM F [m2] Koszt [zł]

51 Efekty termomodernizacji Efekt ekonomiczny Zmniejszenie sezonowego zapotrzebowania na ciepło obiektów z ,2 GJ/rok na ,7 GJ/rok czyli o 53,6 % Spadek zapotrzebowania na moc cieplną z kw na czyli o 66 %. Wskaźnik sezonowego

52 Efekt ekonomiczny Roczne oszczędności kosztów energii wynoszą: zł Jednostkowy koszt ogrzewania zmniejszy się z 5,1 do 2,4 zł/m2/m, czyli o 53%. Opłata za podgrzanie 1 m3 ciepłej wody użytkowej zmniejszy się średnio z 12,8 zł na 11,22 zł, czyli o 12,5 % Przy realizacji inwestycji w wysokości zł prosty czas zwrotu poniesionych nakładów SPBT=7,49 lat, NPV15 = zł a IRR = 10,3% przy założeniu stopa dyskonta 6 % oraz 15 lat korzystania z efektów.

53 rzykłady termomodernizacji szkoła w Jugowicach

54 Przykłady termomodernizacji Szkoła w Ścinawie

55 Przykłady termomodernizacji szkoła w Kłodzku

56 Przykłady termomodernizacji- szkoła w Kłodzku

57 Przykład głębokiej termomodernizacji Sustainable buildings

58

59

60

61

62

63

64

65 Technikum budowlane niemal zero-energetyczne w Bielawie

66 Stan początkowy

67

68

69 Zużycie oraz produkcja energii z OŹE

70 1,9 kwh/m2rok

71

72 Osiedle z wielkiej płyty Pierwotna częściowa termomodernizacja. Wtórna termomodernizacja głęboka termomodernizacja.

73 Analizę przegród budowlanych w budynków osiedla wielkiej płyty Ściana podłużna 0,315 W/m2K (bez wpływu mostków cieplnych), Ściana podłużna - ekran 0,427 W/m2K (bez wpływu mostków cieplnych), Ściana podłużna - loggia 0,381 W/m2K (bez wpływu mostków cieplnych), Ściana szczytowa 0,58 W/m2K (bez

74 Zaobserwowane wady pierwotnej termomodernizacji

75

76 Wpływ mostków liniowych występujących na elementach U konstrukcyjnych budynku U U skorygowane Rodzaj przegrody stropodach ściana podłużna ściana podłużna E ściana szczytowa ściana podłużna Strop nad piwnicą Razem wartości średnie [W/m²K] 0,303 0,315 0,427 0,58 0,381 0,62 A [m²] , ,72 0,07 0,08 0,38 0 o mostki [W/m²K] 0,303 1,040 0,496 0,655 0,762 0, ,2 0,265 0,68 [W/m²K]

77 Założenia głębokiej termomodernizacji Proponowana termomodernizacja wraz z rewitalizacją budynku, wpłynie bardzo korzystnie na poprawę charakterystyki energetycznej budynku, na zmianę wartości rynkowej nieruchomości oraz poszczególnych lokali. Dla optymalnych parametrów izolacyjnych ścian podłużnych oraz

78 Zestawienie charakterystyk energetycznych typowych mieszkań i budynków w zależności od położenia przed termomodernizacją Powierzchn Energia Energia Energia ia użytkowa końcowa EP mieszkania EU EK energia na ogrzewanie i wentylację Typ Lokalizacja m2 kwh/m2k Koszty ogrzewa nia [zł/m2mc ] kwh/m2k kwh/m2k Budyne całość Bobrza ,5 koszty 50,49 po59,65 45,93 1,07 Szacunkowe obliczeniowe k Budyne całość Niedźwiedzia termomodernizacji z uwzględnieniem wartości 3300,5 66,01 77,98 60,05 1,40 k optymalnych U oraz minimalizacją wpływ mostków Powierzchn Energia Energia Energia cieplnych ia użytkowa końcowa EP mieszkania EU EK energia na ogrzewanie i wentylację Typ Budyn ek Lokalizacja całość Bobrza m2 kwh/m2k 12856,5 26,49 Koszty ogrzewa nia [zł/m2mc ] kwh/m2k kwh/m2k 31,30 24,10 0,56

79 Zmniejszenie zużycia energii w poszczególnych mieszkaniach w Zmniejszenie Energia zależności odkońcowa położenia Energia zużycia Typ M1 M1 M1 M1 M2 M3 M1 M2 M3 M1 M2 M3 Lokalizacja Skrajne nad piwnicą Skrajne na pośredniej kondygnacji Skrajne na ostatniej kondygnacji Środkowe na piwnicą na parterze na parterze Środkowe na kondygnacji Środkowe Środkowe Środkowe na ostatniej kondygnacji ostatnia kondygnacja ostatnia kondygnacja końcowa EK1 energii końcowej kwh/m2k 199,30 kwh/m2k 61,54 [%] 69% 121,81 28,57 77% 145,24 102,16 117,82 85,20 61,74 47,33 50,58 67,46 60,57 45,74 49,87 25,83 22,65 18,60 54% 41% 61% 41% 58% 52% 63% 97,86 52,87 46% 84,77 84,62 46,38 29,36 45% 65% EK0

80 Rewitalizacja wielkiej płyty wraz z głęboką termomoderniz acją

81 Rewitalizacja wielkiej płyty wraz z głęboką termomoderniz acją Oszczędności [zł/rok] SPBT [lata] ,88

82 Przykład głębokiej termomodernizacji budynków osiedla z wielkiej płyty

83 Wprowadzenie falowników do silników Minimalna wartość białych certyfikatów 59,83 toe zł Minimalna wartość białych certyfikatów 124,67 toe zł

84 Instalacja CHP Minimalna wartość białych certyfikatów 1007,08 toe zł Minimalna wartość białych certyfikatów 300,43 toe zł

85

86 Szacunkowe korzyści uzyskane z poprawy efektywności energetycznej uzyskane w latach Rodzaj mieszkalne i użyteczności publicznej Zakłady produkcyjne Wyższe uczelnie RAZEM Łączna łączna ilość powierzchni obiektów a użytkowa Łączna kubatura Łączne oszczędności Redukcja CO2 energii szt. m2 m3 [GJ] [ton]

87 Budowa nowych niskoenergetycznych, pasywnych lub niemal zero energetycznych budynków

88 Energia pierwotna EP Typ budynku Szkoła zgodnie z minimalnymi wymaganiami prawnymi na węgiel Szkoła o pasywnej charakterystyce energetycznej Oszczędności energii [%] EPc.o. na EP Cool. EP pom ogrzewani na EP c.w.u. na EP L na energia ei chłodzeni ciepłą wodę oświetlenie pomocnicza wentylację e EP [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] 333,31 16,29 98,09 266,16 62,03 775,88 24,94 46,80 24,25 115,81 31,01 242,81 93% -187% 75% 56% 50% Budynek spełniający minimum prawne WT % Budynek o pasywnej charakterystyce energetycznej

89

90 Fierst Zero Energy School in Poland? In community Stoszowice EU = 3,16 kwh/m2year, EK = 0,92 kwh/m2year

91 Niniejszy materiał został opublikowany dzięki dofinansowaniu Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w ramach projektu "Od niskiej emisji do wysokiej jakości powietrza". Projekt realizowany jest przez Stowarzyszenie Ekologiczne EKO-UNIA, w partnerstwie ze społeczną inicjatywą na rzecz czystego powietrza Dolnośląski Alarm Smogowy oraz z Fundacją Ekorozwoju. Za treść materiału odpowiada wyłącznie Stowarzyszenie Ekologiczne EKO-UNIA.

92

93 Dziękuję za uwagę

94 DOLNY ŚLĄSK NIE DO POWIEDZENIE,...DO ZOBACZENIA,