Fundacja Planeta Zakrzów 172 34-145 Stronie www.fundacjaplaneta.org Zleceniodawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk ul. J. Wybickiego 7 31-261 Kraków Studium Wykonalności w zakresie możliwości zastosowania odnawialnych źródeł energii na potrzeby ośrodka Stowarzyszenia Integracyjnego Wspólnoty Barka w Posadówku Zespół wykonawczy: Krzysztof Wietrzny Robert Kubera Zofia Pasternak-Wietrzna Data opracowania: Maj 2015 1 Strona
Spis treści Wstęp...3 Przedmiot i cel opracowania...3 Zakres opracowania, podstawa opracowania...3 Charakterystyka obiektu...4 Przegrody zewnętrzne budynków...4 Istniejąca instalacja grzewcza...5 Istniejąca instalacja elektryczna...5 Emisja CO2 w związku z funkcjonowaniem budynku...5 Analiza możliwości przeprowadzenia termomodernizacji...7 Analiza możliwości zastosowania odnawialnych źródeł energii...8 Uwarunkowania wynikające z położenia...8 Opis technologii poddawanych analizie...9 Opis techniczny proponowanych rozwiązań z zakresu OZE...11 Wykorzystanie biomasy do produkcji ciepła...11 Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji ciepła...12 Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej...13 Wykorzystanie energii wiatru do produkcji energii elektrycznej...16 Kosztorysy...17 Wykorzystanie biomasy do produkcji ciepła...17 Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji ciepła...17 Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej...17 Wykorzystanie energii wiatru do produkcji energii elektrycznej...18 Analiza ekonomiczna...19 Założenia wspólne...19 Wykorzystanie biomasy do produkcji ciepła...20 Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji ciepła...20 Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej...21 Wykorzystanie energii wiatru do produkcji energii elektrycznej...22 Wyliczenia efektu ekologicznego...23 Wnioski końcowe...26 2 Strona
Wstęp Przedmiot i cel opracowania Przedmiotem opracowania jest studium wykonalności w zakresie przeprowadzenia termomodernizacji i zastosowania odnawialnych źródeł energii dla budynków Stowarzyszenia Integracji Wspólnoty Barka w miejscowości Posadówek, woj. wielkopolskie. Celem opracowania jest przeanalizowanie możliwości wykonania prac termomodernizacyjnych i zastosowania odnawialnych źródeł energii w w.w. budynkach oraz wyliczenie efektu ekonomicznego i ekologicznego, który zostanie osiągnięty w przypadku zastosowania poszczególnych rozwiązań. Zakres opracowania, podstawa opracowania Niniejsze opracowanie obejmuje: inwentaryzację stanu obecnego (punktu zero), analizę możliwości zastosowania poszczególnych technologii do pozyskania energii ze źródeł odnawialnych do produkcji ciepła oraz energii elektrycznej na potrzeby budynku, opis techniczny rozwiązań, których zastosowanie jest możliwe, kosztorysy dla poszczególnych rozwiązań, analizę możliwości przeprowadzenia termomodernizacji, analizę ekonomiczną dla technologii, których zastosowanie jest możliwe, obliczenie efektu ekologicznego. Podstawę techniczną do niniejszego opracowania stanowią: udostępnione rzuty budynków, przeprowadzona inwentaryzacja budynku, uzgodnienia z Zamawiającym, uzgodnienia z Użytkownikiem budynku. Niniejsze opracowanie nie obejmuje: dokumentacji technicznej i budowlanej na potrzeby realizacji prac budowlanych lub 3 Strona
uzyskania pozwolenia na budowę, audytu energetycznego. Charakterystyka obiektu Ośrodek SIW Barka w miejscowości Posadówek składa się z trzech budynków parterowych o powierzchni łącznej ok. 750 m², z czego ogrzewane jest aktualnie 350 m². Wszystkie budynki poddane zostały termomodernizacji. Aktualnie budynki wykorzystywane są na potrzeby mieszkaniowe, a w jednym z nich ma docelowo mieścić się świetlica dla dzieci i młodzieży oraz ośrodek opieki dla dzieci z autyzmem. Budynki zamieszkałe są przez przynajmniej 30 osób (w okresie zimowym znacznie więcej). Przegrody zewnętrzne budynków Ściany zewnętrzne budynków o grubości 25 cm wykonane są z pustaka żużlowego. Dodatkowo ocieplone zostały 10 cm warstwą styropianu. Wartość współczynnika przenikania ciepła U dla takiej ściany wyniesie: U = 1 / R gdzie: R = d / ʎ W analizowanym przypadku: d1 grubość ściany z pustaka = 0,25 m d2 grubość warstwy ocieplenia zewnętrznego = 0,1 m ʎ współczynnik lambda dla betonu = 0,5 ʎ współczynnik lambda dla styropianu = 0,039 R1 = 0,25 / 0,5 = 0,5 R2 = 0,1 / 0,039 = 2,56 R = 3,06 U = 1 / 3,06 = 0,33 Współczynnik ten jest wyższy od aktualnie obowiązującego standardu wynoszącego maks. 0,25 (wymóg dla budynków nowych zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny 4 Strona
odpowiadać budynki i ich usytuowanie Dz.U. 2002 nr 75 poz. 690 z późniejszymi zmianami). W budynkach wymieniona została stolarka otworowa na okna i drzwi PCV z podwójną szybą zespoloną o współczynniku przenikania U = 1,1. Elementy te spełniają więc minimalne parametry określone w przywołanych wcześniej przepisach. Istniejąca instalacja grzewcza W chwili obecnej budynki nie posiadają instalacji centralnego ogrzewania i są ogrzewane piecami węglowymi oraz piecykami węglowymi typu koza zlokalizowanymi w poszczególnych pomieszczeniach. Brak instalacji c.w.u. Zużycie paliwa stałego (węgiel kamienny) wynosi 8 t / rok. Istniejąca instalacja elektryczna Budynek podłączony jest do sieci elektroenergetycznej należącej do ENEA. Energia elektryczna zużywana jest na potrzeby oświetlenia i zasilania sprzętu RTV oraz AGD. Sumaryczne roczne zużycie energii elektrycznej w budynkach wynosi ok 30 000 kwh / rok. Emisja CO2 w związku z funkcjonowaniem budynku W związku z funkcjonowaniem budynku zużywana jest energia elektryczna oraz paliwo stałe (węgiel). Roczne zużycie energii elektrycznej: ok. 30 000 kwh. Roczna zużycie opału (węgiel): ok. 8t. Na potrzeby określenia emisji CO2 w związku z zużyciem energii elektrycznej przyjęto średnią arytmetyczną wskaźnika emisji dla polskich elektrowni zawodowych wytwarzających energię elektryczną z paliw kopalnych wynoszącą WE1 = 890 kg/mwh i współczynnika emisji związanego ze zużyciem energii elektrycznej WE2 = 1191 kg/mwh, co daje wartość średnią WE = 1041 kg/mwh. Roczna emisja CO2 powiązana z produkcją energii elektrycznej: 30 MWh x 1041 kg / MWh = 31 230 kg. Emisję CO2 związaną ze zużyciem węgla określono zgodnie ze wskaźnikami opublikowanymi przez KOBIZE w opracowaniu Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji 5 Strona
CO2 (WE) w roku 2011 do raportowania w ramach Wspólnotowego Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji za rok 2014, które dla węgla kamiennego (tabela 12) wynosi (WE) 94,06 kg/gj przy wartości opałowej (WO) 25,93 MJ/kg. Roczna emisja CO2 powiązana z zużyciem paliwa stałego: zużycie węgla 8000 kg / rok wartość opałowa (WO) 25,93 MJ / kg współczynnik emisji (WE) 94,06 kg / GJ 8000 kg x 25,93 MJ / kg = 207 440 MJ 207 440 MJ / 1000 = 207,44 GJ 207,44 GJ x 94,06 kg / GJ = 19511,80 kg Łączna emisja CO2 (emisja bazowa): 50 741,8 kg / rok. 6 Strona
Analiza możliwości przeprowadzenia termomodernizacji Ściany zewnętrzne budynków mogą w łatwy sposób zostać docieplone materiałem izolacyjnym, takim jak styropian lub wełna mineralna. Aby ściana spełniała aktualne standardy dla izolacyjności cieplnej (U = 0,25), niezbędne jest zastosowanie warstwy izolacyjnej tego typu o następującej grubości: d = Rʎ gdzie: R = 1 / U W analizowanym przypadku: U docelowy współczynnik przenikania ciepła = 0,25 R = 1 / 0,25 = 4 R aktualny opór cieplny ściany = 3,06 R wymagany opór cieplny warstwy izolacyjnej = 4 3,06 = 0,94 ʎ współczynnik lambda dla wełny mineralnej / styropianu = 0,039 d = 0,94 x 0,039 = 0,36 Minimalna wymagana grubość warstwy izolacyjnej wynosi 4 cm. Zważywszy na fakt, iż budynek prawie spełnia aktualne wymogi dla izolacyjności cieplnej budynków, przeprowadzenie dodatkowego docieplenia może nie być uzasadnione ekonomicznie. Na potrzeby dalszej części niniejszego opracowania przyjęto, że ściany zewnętrzne nie zostaną dodatkowo docieplone. 7 Strona
Analiza możliwości zastosowania odnawialnych źródeł energii Uwarunkowania wynikające z położenia Budynki położone są w miejscowości Posadówek, woj. wielkopolskie. Budynki położone są poza terenem zabudowanym. W pobliżu nie ma rzek czy też innych pływów wodnych. Brak jest również wód stojących oraz ujęć wody o dużej wydajności. Dachy budynków nie są zacienione. Brak jest przeszkód terenowych ograniczających swobodny przepływ wiatru. W poniżej tabeli przeanalizowano wpływ położenia budynków na możliwość wykorzystania poszczególnych rodzajów odnawialnych źródeł energii. Rodzaj źródła Uwarunkowania wynikające z położenia Uwagi Słońce produkcja ciepła Korzystne Stały odbiór ciepła, dostępne duże powierzchnie płaskich dachów. Słońce produkcja energii elektrycznej Korzystne Dostępne duże powierzchnie płaskich dachów. Wiatr Korzystne Ośrodek położony jest na terenach wiejskich; brak przeszkód terenowych ograniczających swobodny przepływ wiatru. Biomasa Korzystne Instalacja dostosowana do współpracy z tego typu źródłem. Woda Niekorzystne Brak pływów wodnych na działce. Ciepło ziemi Niekorzystne Instalacja grzewcza dostosowana do wysokotemperaturowych urządzeń grzewczych. Ciepło wody Niekorzystne Brak ujęcia wody o odpowiedniej wydajności na działce. Ciepło powietrza Niekorzystne Instalacja grzewcza dostosowana do wysokotemperaturowych 8 Strona
urządzeń grzewczych. Kogeneracja gazowa Niekorzystne Brak dostępu do gazu ziemnego. Wnioski: Ze względu na niekorzystne uwarunkowania wynikające z lokalizacji, niemożliwe jest wykorzystanie energii wody do produkcji energii elektrycznej. Ze względu na fakt, iż w ośrodku ma być produkowany pellet zrezygnowano z pomp ciepła. Ze względu na brak gazu niemożliwe jest zastosowanie gazowej kogeneracji. Dalsza analiza możliwości zastosowania ww. technologii jest więc bezprzedmiotowa. Ze względu na korzystne uwarunkowania, w dalszej części niniejszego opracowania poddane zostaną analizie możliwości wykorzystania energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej i ciepła, energii wiatru do produkcji energii elektrycznej i biomasy do produkcji ciepła. Opis technologii poddawanych analizie Słońce produkcja energii elektrycznej światło promieniowania słonecznego jest przetwarzane bezpośrednio na energię elektryczną w modułach fotowoltaicznych. Następnie energia może być zmagazynowana w akumulatorach, zużyta na bieżące potrzeby lub wprowadzona do sieci celem późniejszego odebrania w ramach mechanizmu bilansowania (netmetering). W analizowanym przypadku przyjęty zostanie wariant z wprowadzaniem nadwyżek energii do sieci celem późniejszego odebrania, gdyż jest to najbardziej ekonomicznie uzasadniony wariant, a dzięki Ustawie o Odnawialnych Źródłach energii korzystanie z tego mechanizmu będzie możliwe już od 1.01.2016r. Biomasa biomasa to wszelkiego rodzaju paliwa pochodzenia roślinnego, które można poddać spaleniu celem uzyskania ciepła. Ze względu na fakt, iż emisja dwutlenku węgla w trakcie spalania jest równa emisji dwutlenku węgla pochłoniętego przez roślinę w trakcie jej wzrostu, bilans CO2 takiego paliwa wychodzi na zero. Ponadto jest to paliwo odnawialne, gdyż rośliny ponownie odrastają i cykl taki może być w nieskończoność powtórzony. W analizowanym przypadku przyjęty zostanie wariant wykorzystania biomasy w postaci pelletu drzewnego spalanego w specjalistycznych piecach. Małe elektrownie wiatrowe - Elektrownie wiatrowe wykorzystują siłę wiatru, do wykonywania pracy mechanicznej polegającej na napędzaniu przez wirnik elektrowni generatora prądotwórczego, w którym powstaje energia elektryczna. Elektrownie wiatrowe 9 Strona
produkowane są w różnych mocach oraz różnych wykonaniach, przy czym najpopularniejszym jest wykonanie z wirnikiem składającym się z trzech łopat, z poziomą osią obrotu. Elektrownia wiatrowa musi być zlokalizowana w miejscu, w którym wieją wiatry o wystarczającej mocy, aby była możliwa produkcja energii. Dlatego przed przystąpieniem do montażu elektrowni wiatrowej należy każdorazowo potwierdzić wydajności energetyczne wiatru w danej lokalizacji poprzez wykonanie pomiarów wiatru przez okres minimum 12 miesięcy. 10 Strona
Opis techniczny proponowanych rozwiązań z zakresu OZE Wykorzystanie biomasy do produkcji ciepła Dla powierzchni grzewczej budynków wynoszącej 750 m² na potrzeby niniejszego opracowania przyjmuje się zapotrzebowanie na moc grzewczą na poziomie 80 W/m². Do ogrzewania budynku potrzebny byłby kocioł o mocy: Qk = (Qco + Qcwu) x 1,15 gdzie: Qco zapotrzebowanie na moc grzewczą do c.o. 750 m² x 80 W/ m² = 60 000 W / 1000 = 60 kw Qcwu zapotrzebowanie na moc grzewczą do c.w.u. Q= m x cp x Δt / 12 x 3600 gdzie: m = zapotrzebowanie na c.w.u. = 50l / os / doba x 50 os = 2500 l / doba cp ciepło właściwe wody = 4,19 kj / kg K Δt różnica temperatury wejściowej i wyjściowej Qcwu = 2500 x 4,19 x 35 / 12 x 3600 = 8,49 kw Qk = (60 kw + 8,49 kw) x 1,15 = 78,76 kw Ze względu na zastosowanie inteligentnego sterownika połączonego z pokojowym regulatorem temperatury, w układzie nie byłby potrzebny bufor ciepła. Kocioł wyposażony byłby w automatyczny podajnik paliwa (pelletu). 11 Strona
Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji ciepła Ciepła woda użytkowa przygotowywana będzie centralnie dla wszystkich budynków w zasobniku ciepłej wody użytkowej znajdującym się w kotłowni. Budowa systemu przygotowania c.w.u. z udziałem kolektorów słonecznych byłaby relatywnie prosta i tania, zważywszy na fakt, że budynki nie posiadają instalacji c.w.u. i musi ona zostać i tak wybudowana od podstaw. Ze względu na charakterystykę obiektu na potrzeby niniejszego opracowania przyjęto poziom zużycia c.w.u. na poziomie 50l / dobę. Przy liczbie mieszkańców wynoszącej 50 osób, dobowe zużycie ciepłej wody kształtować się będzie na poziomie 2500l. Biorąc pod uwagę, iż 1 m² kolektora 12 Strona
słonecznego może ogrzać ok. 50l c.w.u. w zbiorniku, wymagana powierzchnia kolektorów słonecznych w instalacji wyniesie: 2500l / 50l / m² = 50 m² Powierzchnia aktywna typowego kolektora płaskiego o wymiarach 2m x 1m wynosi ok. 1,8 m². Tak więc w analizowanym przypadku potrzebna będzie instalacja z 28 kolektorami tego typu. Powierzchnia niezbędna na ich zamontowanie wyniesie ok. 56 m². Powierzchnia dachów skośnych budynków jest wystarczająca, aby pomieścić instalację o takiej wielkości. Zgodnie ze standardem wyznaczonym przez Solar Keymark roczna wydajność kolektorów słonecznych powinna być nie mniejsza niż 525 kwh / m² / rok. Tak więc ilość wytworzonej z tego źródła energii wyniesie przynajmniej: 56 m² x 525 kwh / m² / rok = 29 400 kwh / rok. Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej W przyjętym wcześniej założeniu energia elektryczna produkowana przez moduły fotowoltaiczne miałaby zrównoważyć energię zużywaną przez budynek. Część energii, która nie zostałaby zużyta w czasie rzeczywistym, wprowadzona zostałaby do sieci elektroenergetycznej i odebrana w ramach mechanizmu półrocznego bilansowania zapisanego w Ustawie o Odnawialnych Źródłach Energii (Dziennik Ustaw 2015, poz 478). Będzie to najprostszy wariant z punktu widzenia technologicznego oraz najkorzystniejszy wariant z punktu widzenia ekonomicznego. Użytkownik budynku będzie czerpał korzyści, zużywając własną energię i tym samym kupując mniejsze jej ilości z sieci. W wariancie tym moduły fotowoltaiczne zlokalizowane byłyby na dachu i podłączone do sieci za pomocą zespołu falowników. Falowniki będą przetwarzać napięcie stałe z modułów fotowoltaicznych na napięcie przemienne, synchronizować instalację z siecią i nadzorować pracę instalacji, odłączając ją od sieci w przypadku wystąpienia awarii sieci. 13 Strona
Sieć Układ pomiarowy dwukierunkowy Elektrownia słoneczna z zespołem falowników Budynek Z udostępnionych przez Użytkownika budynku danych wynika, iż roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną wynosi ok. 30 MWh. Dla tej wartości możliwy jest dobór optymalnej wielkości instalacji fotowoltaicznej, przy uwzględnieniu szacowanych rocznych uzysków (na podstawie bazy PV GIS Europe opracowanej przez Komisję Europejską, Joint Research Centre Institute for Environment and Sustainability Renewable Energies Unit): 14 Strona
Posadówek, woj wielkopolskie ekspozycja południowa Fixed system: inclination=20, orientation=0 Month E d E m H d H m Jan 0.70 21.7 0.84 25.9 Feb 1.28 35.8 1.53 42.9 Mar 2.71 83.9 3.34 103 Apr 3.90 117 5.02 151 May 4.18 130 5.54 172 Jun 4.17 125 5.64 169 Jul 4.01 124 5.47 170 Aug 3.63 113 4.89 152 Sep 2.88 86.3 3.77 113 Oct 1.85 57.5 2.34 72.5 Nov 0.88 26.4 1.08 32.4 Dec 0.58 17.9 0.69 21.5 Yearly average 2.57 78.2 3.35 102 Total for year 938 1220 938 kwh / 1000 = 0,938 MWh Pmpp systemu fotowoltaicznego = 30 MWh / rok / 0,938 MWh / kwp / rok = 32 kwp Zważywszy na fakt, iż powierzchnia niezbędna do zamontowania 1 kwp na dachu skośnym wynosi ok. 7 m², powierzchnia niezbędna do zamontowania instalacji o wymaganej mocy wyniosłaby 210 m². Tymczasem powierzchnia dachów budynków jest znacznie większa. 15 Strona
Wykorzystanie energii wiatru do produkcji energii elektrycznej Miejscowość Posadówek znajduje się w II strefie energetycznej wiatru bardzo korzystnej. Na potrzeby niniejszego opracowania przyjęto średnią wydajność elektrowni wiatrowej na tym terenie na poziomie 7,2 MWh / kw / rok. Tak więc wymagana moc nominalna elektrowni wiatrowej potrzebnej do wyprodukowania wymaganej ilości energii elektrycznej wyniesie: 30 MWh / rok / 7,2 MWh / kw / rok = 4,2 kw Moc taką uzyskać można by poprzez montaż elektrowni wiatrowej o mocy ok 5 kw. Faktyczną wydajność dla konkretnej lokalizacji należy przed podjęciem decyzji inwestycyjnych potwierdzić poprzez wykonanie stosownych pomiarów wiatru przez okres min. jednego roku. 16 Strona
Kosztorysy Kosztorysy opracowano na postawie średnich cen katalogowych urządzeń różnych producentów w roku 2014. Wykorzystanie biomasy do produkcji ciepła Zakup kotła na pellet 80 kw Zasobnik c.w.u. 500l Montaż koszty zryczałtowane materiał i robocizna RAZEM KOSZT ZAKUPU NETTO VAT 23% RAZEM KOSZT ZAKUPU BRUTTO 38700 zł 4500 zł 12000 zł 55200 zł 12696 zł 67896 zł Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji ciepła Kolektory słoneczne płaskie x 28 szt Zasobnik c.w.u. 1000l x 2 szt Zespół pompowo-wymiennikowy Mocowania na dach skośny Magistrala glikolowa Montaż koszty zryczałtowane materiał i robocizna RAZEM KOSZT ZAKUPU ZESTAWU SOLARNEGO VAT 23% RAZEM KOSZT ZAKUPU ZESTAWU SOLARNEGO BRUTTO 39200 zł 18000 zł 3700 zł 5880 zł 2500 zł 12000 zł 81280 zł 18694,4 zł 99974,4 zł Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej Do obliczeń przyjęto kurs średni EUR/PLN na 04.05.2015 4,0465 zł Nazwa Cena jedn Ilość Wartość Zakup modułów fotowoltaicznych 250Wp 809,30 128 103590,40 zł Konstrukcja spodnia do montażu na dachu 263,02 128 33666,88 zł Okablowanie i rozdzielnia 550,00 1 550,00 zł Falownik 30 kw 14365,08 1 14365,08 zł Montaż koszty zryczałtowane materiał i robocizna 18000,00 1 18000,00 zł RAZEM KOSZT ZAKUPU NETTO VAT 23% RAZEM KOSZT ZAKUPU BRUTTO 170172,36 zł 39139,64 zł 209312,00 zł 17 Strona
Wykorzystanie energii wiatru do produkcji energii elektrycznej Nazwa Cena jedn Ilość Wartość Elektrownia wiatrowa o mocy 5 kw 31000,00 1 31000,00 zł Wieża elektrowni wiatrowej z mocowaniem do dachu 1500,00 1 1500,00 zł Okablowanie i rozdzielnia 2550,00 1 2550,00 zł Montaż koszty zryczałtowane materiał i robocizna 6000,00 1 6000,00 zł zł RAZEM KOSZT ZAKUPU NETTO VAT 23% RAZEM KOSZT ZAKUPU BRUTTO 41050,00 zł 9441,50 zł 50491,50 zł 18 Strona
Analiza ekonomiczna Wszystkie analizy zostały wykonane na bazie wspólnych założeń i parametrów cenowych. W analizie uwzględniono współczynnik wzrostu cen paliw w przyszłości na bazie danych historycznych. Wszystkie analizy wykonano dla 10-letniego okresu eksploatacji budynku, za wyjątkiem analizy ekonomicznej związanej w wykorzystaniem energii słonecznej i wiatrowej do produkcji energii elektrycznej (wykonano ją dla okresu 15-letniego, gdyż przez taki okres korzystać będzie można z mechanizmu bilansowania). Założenia wspólne Ceny energii cieplnej wytworzonej z poszczególnych źródeł: Ceny energii elektrycznej Cena energii Opłata dystrybucyjna Razem koszt brutto Taryfa całodobowa 0,256 zł netto / kwh 0,168 zł netto / kwh 0,5215 zł / kwh Statystyczny wzrost kosztów energii (średnia z ostatnich 5 lat wg Wskaźników cen towarów i usług konsumpcyjnych GUS, dział "Użytkowanie mieszkania i nośniki energii w tym nośniki energii"): 19 Strona
2014 0,4 % 2013 0,1 % 2012 5,2 % 2011 7,9 % 2010 5,2 % Średnia 3,76 % Wykorzystanie biomasy do produkcji ciepła Zakup kotła na pellet 78 kw Zasobnik c.w.u. 750l Montaż koszty zryczałtowane materiał i robocizna RAZEM KOSZT ZAKUPU NETTO VAT 23% RAZEM KOSZT ZAKUPU BRUTTO 30500 zł 8500 zł 21000 zł 60000 zł 13800 zł 73800 zł Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji ciepła RAZEM KOSZT ZAKUPU ZESTAWU SOLARNEGO BRUTTO 99974 zł Zysk z kolektorów słonecznych wg symulacji 26460 kwh/rok Przyjęty współczynnik korekcyjny kosztu energii 3,76% Oszczędność w porównaniu do prod. c.w.u. z kotła gaz. W 1 roku eksploatacji 4498,2 zł W 2 roku eksploatacji 4667,33 zł W 3 roku eksploatacji 4842,82 zł W 4 roku eksploatacji 5024,91 zł W 5 roku eksploatacji 5213,85 zł W 6 roku eksploatacji 5409,89 zł W 7 roku eksploatacji 5613,30 zł W 8 roku eksploatacji 5824,36 zł W 9 roku eksploatacji 6043,36 zł W 10 roku eksploatacji 6270,59 zł RAZEM OSZCZĘDNOŚCI BRUTTO NA PRZESTRZENI 10 LAT 53408,63 zł 20 Strona
Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej RAZEM KOSZT ZAKUPU NETTO VAT 23% RAZEM KOSZT ZAKUPU BRUTTO 170172,00 zł 39139,56 zł 209311,56 zł Produkcja z systemu fotowoltaicznego wg symulacji 30016 kwh/rok Przyjęty współczynnik korekcyjny kosztu energii 3,76% Korzyść z korzyść z produkcji własnej energii* 0,296 zł netto / kwh Oszczędności Netto Brutto W 1 roku eksploatacji 8884,74 10 928,23 zł W 2 roku eksploatacji 9218,80 11 339,13 zł W 3 roku eksploatacji 9565,43 11 765,48 zł W 4 roku eksploatacji 9925,09 12 207,86 zł W 5 roku eksploatacji 10298,27 12 666,88 zł W 6 roku eksploatacji 10685,49 13 143,15 zł W 7 roku eksploatacji 11087,26 13 637,33 zł W 8 roku eksploatacji 11504,14 14 150,10 zł W 9 roku eksploatacji 11936,70 14 682,14 zł W 10 roku eksploatacji 12385,52 15 234,19 zł W 11 roku eksploatacji 12851,21 15 806,99 zł W 12 roku eksploatacji 13334,42 16 401,34 zł W 13 roku eksploatacji 13835,79 17 018,03 zł W 14 roku eksploatacji 14356,02 17 657,90 zł W 15 roku eksploatacji 14895,81 18 321,84 zł RAZEM NA PRZESTRZENI 15 LAT 174764,69 214 960,57 zł * przy założeniu, że 50% energii zostanie zużyte w czasie rzeczywistym na użytek własny, a 50% zostanie odebrane w ramach mechanizmu bilansowania. 21 Strona
Wykorzystanie energii wiatru do produkcji energii elektrycznej RAZEM KOSZT ZAKUPU NETTO VAT 23% RAZEM KOSZT ZAKUPU BRUTTO 41050,00 zł 9441,50 zł 50491,50 zł Produkcja z elektrowni wiatrowej 36000 kwh/rok Przyjęty współczynnik korekcyjny kosztu energii 3,76% Korzyść z korzyść z produkcji własnej energii* 0,296 zł netto / kwh Oszczędności Netto Brutto W 1 roku eksploatacji 10656,00 13 106,88 zł W 2 roku eksploatacji 11056,67 13 599,70 zł W 3 roku eksploatacji 11472,40 14 111,05 zł W 4 roku eksploatacji 11903,76 14 641,62 zł W 5 roku eksploatacji 12351,34 15 192,15 zł W 6 roku eksploatacji 12815,75 15 763,37 zł W 7 roku eksploatacji 13297,62 16 356,08 zł W 8 roku eksploatacji 13797,61 16 971,06 zł W 9 roku eksploatacji 14316,40 17 609,18 zł W 10 roku eksploatacji 14854,70 18 271,28 zł W 11 roku eksploatacji 15413,24 18 958,28 zł W 12 roku eksploatacji 15992,77 19 671,11 zł W 13 roku eksploatacji 16594,10 20 410,75 zł W 14 roku eksploatacji 17218,04 21 178,19 zł W 15 roku eksploatacji 17865,44 21 974,49 zł RAZEM NA PRZESTRZENI 15 LAT 209605,84 257 815,18 zł * przy założeniu, że 50% energii zostanie zużyte w czasie rzeczywistym na użytek własny, a 50% zostanie odebrane w ramach mechanizmu bilansowania. 22 Strona
Wyliczenia efektu ekologicznego Szczegółowej analizy efektu ekologicznego dokonano za pomocą programu Build Desk Efekt Ekologiczny. Opracowanie generowane za pomocą BuildDesk Eko Efekt jest raportem, przedstawiającym podstawy wyliczeń (wydruk pełnej wersji raportu znajduje się w załączeniu do niniejszego opracowania). Dzięki BuildDesk Eko Efekt możliwa jest kontrola procesu modernizacyjnego budynku pod względem jego wpływu na środowisko naturalne. Z kolei dostarczone informacje na temat emisji CO2 pozwolą na podjęcie odpowiednich kroków zmierzających do ograniczenia zużycia energii. Program został stworzony na podstawie wartości emisji przyjętych przez Ministerstwo Ochrony Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z 1996 roku. Pozwala również na wyliczenie opłat za emisję gazów cieplarnianych na podstawie wprowadzonych opłat lub opłat przyjętych w Obwieszczeniu Ministra Środowiska z dnia 18 sierpnia 2009 roku w sprawie wysokości stawek opłat za korzystanie ze środowiska. 23 Strona
24 Strona
25 Strona
Wnioski końcowe W analizowanym obiekcie jest potencjał do całkowitego wyeliminowania emisji dwutlenku węgla poprzez zastąpienie energii produkowanej z paliw kopalnych energią produkowaną ze źródeł odnawialnych. Równolegle zrealizowana instalacja, służyć będzie do ogrzewania większej niż do tej pory powierzchni. Ze względu na brak instalacji do przygotowania c.w.u. w chwili obecnej kolektory słoneczne nie są ujęte w ogólnym bilansie (ich zastosowanie można by rozważać jako sposób na wyeliminowanie emisji potencjalnej, która wystąpiłaby w przypadku gdyby c.w.u. była przygotowywana z użyciem paliw kopalnych). Na potrzeby niniejszego opracowania przyjmuje się, że w przypadku spalania biomasy (pellet) bilans emisji i absorpcji CO2 jest zerowy (całość dwutlenku węgla zostanie wchłonięta przez rośliny w trakcie ich wzrostu do masy odpowiadającej masie spalonego pelletu). W ujęciu całościowym, po przeprowadzeniu wszystkich analizowanych inwestycji, możliwa jest redukcja o 45 t / rok (0,13 t / m² / rok), co daje redukcję o 450 t dla 10 letniego horyzontu inwestycyjnego. W wielkości tej 11 t / rok (0,014 t / m² / rok) stanowi emisja w cyklu zamkniętym, związana ze spalaniem i ponownym narastaniem biomasy. Redukcja o ponad 12,72 t / rok (0,036 t / m² / rok) możliwa będzie dzięki zamianie kotłów na paliwo stałe niskiej sprawności na wysokosprawne kotły na pellet. Redukcja o 32,28 t / rok możliwa będzie dzięki montażowi elektrowni wiatrowej. Ze względu na znacznie wyższe koszty inwestycyjne, realizacja elektrowni fotowoltaicznej jest nieuzasadniona z punktu widzenia ekonomicznego. Koszty inwestycyjne niezbędne do poniesienia celem wdrożenia OZE wynoszą: 60 000 zł netto / 73 800 zł brutto dla kotła na pellet = 80 zł netto / m² (na potrzeby dalszych obliczeń kosztów przyjęto koszt na m², gdyż aktualnie ogrzewana powierzchnia wynosi 350 m², a docelowa po modernizacji 750 m²). 41 050 zł netto / 50 491 zł brutto dla elektrowni wiatrowych. 26 Strona
Koszt redukcji CO2 dla poszczególnych rozwiązań technologicznych przy 10 letnim horyzoncie inwestycyjnym wyniesie: Kocioł na pellet 80 zł netto / m² / 0,36 t / m² = 222,22 zł netto / t (273,33 zł brutto / t). Elektrownie wiatrowe 41 050 zł netto / 320,8 t = 127,96 zł netto / t (157,39 zł brutto / t). Przy realizacji inwestycji związanej z montażem kotła na pellety należy pamiętać, iż osiągnięcie pełnego efektu ekologicznego (polegającego zarówno na zredukowaniu emisji CO2 ale również ograniczeniu emisji pyłów zawieszonych PM10 i PM2,5) możliwe jest jedynie przy zastosowaniu odpowiedniej technologii spalania pelletu w kotłach na biomasę najnowszej generacji. Umożliwi to ograniczenie emisji pyłu do poziomu <20 mg/m³. Dla porównania zwykłe kotły podajnikowe, w których proces spalania nie został zoptymalizowany pod kątem spalania pelletu, mogą powodować emisję pyłów zawieszonych na poziomie aż 800 mg/m3 (wyższa niż z kotłów węglowych starego typu). Tak więc spalanie pelletu w niewłaściwym typie kotła, mimo redukcji emisji CO2, nadal będzie powodowało znaczne zanieczyszczenie środowiska. Przy kwalifikacji danej technologii do inwestycji należy również pamiętać o edukacyjnym oraz marketingowym wydźwięku oraz społecznym odbiorze poszczególnych rozwiązań w zakresie OZE. 27 Strona