WYMAGANIA USTAWOWE DOTYCZĄCE DEŁ CIEPŁA

Transkrypt

1 WYMAGANIA USTAWOWE DOTYCZĄCE CE ŹRÓDE DEŁ CIEPŁA MTP INSTALACJE 2012 Poprawa parametrów energetyczno-ekologicznych źródeł ciepła w budownictwie prof. Edward Szczechowiak Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Instytut Inżynierii Środowiska 23. kwietnia 2012 Zakres Kierunki zmian wynikające z prawodawstwa Promowanie zmian: wzrost efektywności energetycznej, wzrost wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych Zaopatrzenie w ciepło a budynki energooszczędne Kierunki rozwoju źródeł ciepła Podsumowanie 2

2 Kierunki zmian wynikające z prawodawstwa Zmiany na rynku paliw i energii czynniki polityczne, gospodarcze, technologiczne i ekonomiczne. Zmiany w prawodawstwie UE: Ochrona środowiska i przed zmianami klimatu (normy emisji, podatek energetyczny i ekologiczny, system handlu emisjami) 2003/87/EC; Wspieranie produkcji energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii na wewnętrznym rynku energii 2001/77/EC Wspieranie rozwoju kogeneracji w oparciu o zapotrzebowanie na ciepło użytkowe na wewnętrznym rynku energii 2004/8/EC; Dyrektywa w sprawie charakterystyki energetycznej budynków 2002/91/CE (nowelizacja ); Dyrektywa w sprawie efektywności końcowego wykorzystania energii i usług energetycznych 2006/32/EC. 3 Kierunki zmian wynikające z prawodawstwa Ustawa prawo budowlane ( z późn. zm.) + rozporządzenia w sprawie warunków technicznych oraz w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynków Ustawa o efektywności energetycznej (od ). Spodziewane efekty: Wzrost wykorzystania energii pierwotnej odnawialnej, Obniżenie emisji CO 2 do atmosfery, Zmniejszenia zużycia energii u odbiorców końcowych, Wzrost efektywności energetycznej w produkcji i dystrybucji (zmniejszenie strat), Uzyskanie do roku 2016 oszczędności energii końcowej (finalnej) 4

3 Kierunki zmian wynikające z prawodawstwa Nowelizacja Dyrektywy (2010/31/EU) z maja 2010 w sprawie charakterystyki energetycznej budynków wprowadza budynki o niemal zerowym zużyciu energii (very low and close to zero energy buildings) Po wszystkie nowe budynki o niemal zerowym zużyciu energii Po budynki nowe zajmowane przez władze publiczne o niemal zerowym zużyciu energii 5 Kierunki zmian wynikające z prawodawstwa Budynek o niemal zerowym zużyciu energii (close to zero energy buildings) oznacza budynek o bardzo wysokiej efektywności energetycznej określonej liczbowo wg jednolitej procedury (wspólne ramy do obliczania charakterystyki energetycznej) Niemal zerowa lub bardzo mała ilość wymaganej energii powinna pochodzić w bardzo wysokim procencie z energii ze źródeł odnawialnych (w tym ze źródeł odnawialnych wytwarzanej na miejscu lub w pobliżu lokalizacji budynku) 6

4 Energia pierwotna nieodnawialna i odnawialna 7 Ustawa o efektywności energetycznej Nowe narzędzie wspierania efektywności energetycznej (system białych certyfikatów). Ustawa określa cele i zadania: Krajowy cel w zakresie oszczędnego gospodarowania energią - uzyskanie do roku 2016 oszczędności energii końcowej (finalnej) nie mniej niż 9% średniego krajowego zużycia tej energii w ciągu roku (wg średniej z lat ) m.in. poprzez system białych certyfikatów, Zadania jednostek sektora publicznego w zakresie efektywności energetycznej, Zasady uzyskania i umorzenia świadectwa efektywności energetycznej, Zasady sporządzania audytu efektywności energetycznej oraz uzyskania uprawnień audytora efektywności energetycznej. 8

5 Ustawa o efektywności energetycznej Zadania jednostek sektora publicznego: Ustawa ustala zadania dotyczące promocji efektywności energetycznej, zobowiązując jednostki sektora publicznego do oszczędzania energii poprzez: nabycie nowego urządzenia, instalacji lub pojazdu o niskim zużyciu energii i niskich kosztach eksploatacyjnych, wymiana eksploatowanego urządzenia, instalacji albo ich modernizacja, nabycie lub wynajęcie efektywnych energetycznie budynków lub ich części albo przebudowa lub remont użytkowanych budynków (w tym realizacja przedsięwzięcia termomodernizacyjnego), sporządzenie audytu energetycznego dla budynków o powierzchni powyżej 500 m 2 (publiczny właściciel lub zarządca budynku) Jednostka sektora publicznego informuje o stosowanych środkach poprawy efektywności energetycznej na swojej stronie internetowej (lub iw inny sposób). Zadania te stanowią ogólne wytyczne, bez podania wymagań ilościowych. 9 Ustawa o efektywności energetycznej Wybór sposobu zaopatrzenia w ciepło dla budynku nowego zapotrzebowanie na moc od 50 kw (zmiana w Prawie budowlanym): Ubiegający się o pozwolenie na budowę będzie musiał zaproponować wybudowanie własnego źródła odnawialnego lub instalacji kogeneracji, albo wykorzystanie ciepła odpadowego z przemysłu, Jeżeli nie zastosuje się takich rozwiązań, a w zasięgu jest sieć ciepłownicza, która jest zasilana w 75% energią z OZE, kogeneracji lub ciepła odpadowego z przemysłu to musi się do takiej sieci przyłączyć, Alternatywą jest przedstawienie w audycie energetycznym, że rozwiązanie proponowane przez inwestora jest bardziej korzystne i efektywne energetycznie, niż dostarczanie ciepła z sieci ciepłowniczej, Zasada ta wchodzi w życie od 1 lipca 2012r. 10

6 Ustawa o efektywności energetycznej Rodzaje przedsięwzięć służących poprawie efektywności energetycznej: Izolacja instalacji i sieci, Przebudowa lub remont budynków, Modernizacja urządzeń: do użytku domowego, oświetlenia, urządzeń potrzeb własnych, urządzeń i instalacji w procesach przemysłowych, lokalnych sieci ciepłowniczych i lokalnych źródeł ciepła, Odzysk energii w procesach przemysłowych, Ograniczenie: przepływu mocy biernej, strat sieciowych w ciągach liniowych, strat w transformatorach, Stosowanie do ogrzewania lub chłodzenia obiektów energii wytwarzanej we własnych lub przyłączonych do sieci odnawialnych źródłach energii lub ciepła odpadowego z przemysłu. 11 Ustawa o efektywności energetycznej Audyty efektywności energetycznej oraz audytorzy: Audyt efektywności energetycznej ważny element systemu, Audytorzy efektywności energetycznej wymagania i zasady uzyskania uprawnień. 12

7 Zmiany zapotrzebowania energii Budynki niskoenergetyczne Dania (1977) Budynki pasywne Adamson (1988), Feist (1991) Poziomy zapotrzebowania energii: Budynki spełniające wymagania minimalne (WT 08), Budynki niskoenergetyczne (2015), Budynki ultra-niskoenergetyczne (niemal zeroenergetyczne) dyrektywa 2010/31/EU (2018, 2020) 13 Zmiany w źródłach ciepła (energii) poprawa efektywności energetycznej i parametrów energetycznoekologicznych 14

8 Zmiany obciążeń cieplnych i chłodniczych 15 Ochrona cieplna budynku a wykorzystanie OŹE Poprawa ochrony cieplnej budynku 1 redukcja zapotrzebowania energii 2 udział energii odnawialnej UMOŻLIWIENIE lub lepsza efektywność wykorzystania odnawialnych źródeł energii S Y N E R G I A 16

9 Dostarczanie energii odnawialnej do budynku Centralnie Granica oceny systemowej obejmuje źródło energii systemu ciepłowniczego oraz sieć przesyłową Lokalnie Granica oceny systemowej obejmuje źródło energii w budynku 17 Odnawialne źródła energii w miejskich systemach ciepłowniczych Biomasa Biogaz Energia słoneczna Kogeneracja Pompy ciepła Zmniejszenie współczynnika nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej Poprawa charakterystyki energetycznej wszystkich odbiorców ciepła 18

10 Odnawialne źródła energii w indywidualnych budynkach Ciepło Biomasa Energia słoneczna Cieki wodne i grunt (PC) muratordom.pl 19 Cechy systemów zaopatrzenia w ciepło - zdalaczynnych i lokalnych (1) Cel nadrzędny: Wytworzenie i dostarczenie ciepła do odbiorcy końcowego o parametrach lepszych, niż pozwala na to indywidualny układ grzewczy u odbiorcy z kotłem olejowym Parametry oceny: Ciśnienie dyspozycyjne, Wartość i przebieg zmian temperatury zasilania, Strumień czynnika grzewczego (z ograniczeniem lub nie) Dostępność, elastyczność i niezawodność dostawy, Jakość dostarczonego ciepła (wskaźnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej, wskaźnik emisji CO 2 na jednostkę energii końcowej), Wskaźnik efektywności energetycznej (benchmarking) 20

11 Cechy systemów zaopatrzenia w ciepło - zdalaczynnych i lokalnych (2) Cechy nowoczesnych systemów cieplnych: Małe zużycie nieodnawialnej energii pierwotnej na jednostkę energii końcowej, Niska emisja ditlenku węgla i innych gazów na jednostkę energii końcowej Ograniczenie lub wyeliminowanie tzw. emisji niskiej (również ze źródeł ciepła gazowych i olejowych) Niezawodność i bezpieczeństwo dostawy ciepła Akceptowalna i konkurencyjna cena 21 Charakterystyka energetyczna a zaopatrzenie w ciepło System zaopatrzenia w ciepło ma wpływ na charakterystykę energetyczną budynków: Współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej (emisji CO 2 ) na dostarczenie energii końcowej (Q K,DH ) do odbiorców końcowych (w P,DH, w CO2,DH lub e CO2,DH ), Współczynnik nakładu energii na dostarczenie energii użytkowej (Q U ) do odbiorców e P,DH = w P,DH /η H,tot Gdzie: η H,tot sprawność całkowita instalacji wewnętrznej 22

12 Współczynniki nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej dla systemu ciepłowniczego (z CHP) zasada obliczeń Wg metodologii opracowanej przez Komitet Techniczny CEN/TC 228 (DIN V 4701/T.10). 23 Współczynniki emisji ditlenku węgla dla systemu ciepłowniczego (z CHP) zasada obliczeń 24

13 Współczynniki nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej obowiązującej w certyfikacji energetycznej budynków 25 Współczynniki nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej dla systemu bez CHP zasada obliczeń (3) Wg metodologii opracowanej przez Komitet Techniczny CEN/TC 228 (DIN V 4701/T.10). 26

14 Systemy zaopatrzenia w ciepło o wysokiej efektywności energetycznej Efektywność energetyczna: efekt użytkowy obiektu do nakładu energii niezbędnej do uzyskania efektu. Dla systemu ciepłowniczego: EF P,DH = 1/w P,DH (4) Efektywność energetyczna dla systemu bez skojarzenia: (5) 27 Systemy zaopatrzenia w ciepło o wysokiej efektywności energetycznej Na efektywność energetyczną wyznaczoną ze wzoru (4) lub (5) mają wpływ: Straty ciepła w źródle, Straty ciepła w sieci dystrybucyjnych do odbiorcy końcowego, Straty wody w sieci, Niedokładności systemów pomiarowych, Niedopasowanie mocy chwilowej z uwagi na brak elastyczności, Nadmierne zużycie energii elektrycznej, Nadmierne zużycie na potrzeby własne. 28

15 Systemy ciepłownicze o wysokiej efektywności energetycznej Przykład: lokalne źródło ciepła o mocy 900 kw 29 Wybór rozwiązania dla zaopatrzenia w ciepło (nowe i modernizacja) Technologia o wysokiej efektywności energetycznej i ekologicznej Produkcja ciepła w skojarzeniu z energią elektryczną - wysokosprawna kogeneracja (również produkcja chłodu) Wykorzystanie paliw odnawialnych, układy wielopaliwowe Ciągłe dopasowywanie strony podażowej do strony popytowej Zarządzanie wg metody DSM (Demand Side Management of the District Heating Systems) 30

16 Nowoczesne układu skojarzone technologie wielopaliwowe Typowy wielopaliwowy model w systemach ciepłowniczych w Szwecji 31 Porównanie parametrów środowiskowych technologii energetycznych 32

17 Nowoczesne układy skojarzone technologie wielopaliwowe CHP Horsens Dania 1992 Waste-fired CHP Plant Elektrociepłownia średniej mocy CHP Horsens/Dania: Moc nominalna 35 MW e i 45 MW th ; Paliwo odpady komunalne 2x 5 Mg/h oraz gaz ziemny 5500 m 3 /h. Produkcja w roku 2006: Ciepło MWh th ; Energia elektryczna MWh e ; Zużycie paliwa: odpady komunalne Mg, gaz ziemny 21 mln m 3. Wskaźnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej dla produkcji ciepła: w P = 0, Ogrzewanie i chłodzenie 34

18 Ogrzewanie i chłodzenie 35 Zasady bilansowania budynku niemal zeroenergetycznego (nzeb) 36

19 Zasady bilansowania budynku niemal zeroenergetycznego (nzeb) 37 Wdrożenie nowych technologii energetycznych dla budynków o niemal zerowym zużyciu energii Ocena ekonomiczna kosztów globalnych w cyklu życia (20 lub 30 lat) dla analizowanych wariantów: 38

20 Podsumowanie Ustawa o efektywności energetycznej daje szansę na wprowadzanie zmian w systemach zaopatrzenia w ciepło, poprawiających ich parametry energetyczno-ekologiczne. Zwiększenie udziału kogeneracji wysokosprawnej i odnawialnych źródeł energii jest jednym z priorytetowych kierunków działania. Zwiększenie udziału odnawialnych źródeł energii jest niezbędne z punktu widzenia uzyskania budynku o niemal zerowym zużyciu energii i niemal zerowej emisji zanieczyszczeń do atmosfery Zastosowanie odnawialnych źródeł energii jest możliwe centralnie w systemach ciepłowniczych lub/i lokalnie u odbiorców ciepła Poprawa ochrony cieplnej budynku umożliwia szersze zastosowanie odnawialnych źródeł ciepła w systemach ciepłowniczych oraz poprawę ich efektywności energetycznej, a tym samym poprawę efektywności energetycznej budynków 39 Dziękuję za uwagę 40