1 MODERNIZACJE OŚWIETLENIA DROGOWEGO, A WYMOGI USTAWY O EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ XIV Konferencja Oświetlenie dróg i miejsc publicznych - sposoby zarządzania systemami oświetlenia
Statystycznie rzecz biorąc 2 Zużycie energii związane z utrzymaniem oświetlenia drogowego stanowi obecnie pomiędzy 30% a 50% całkowitego zużycia energii elektrycznej w gminach. Jego redukcja oznacza znaczne oszczędności. Przyjęcie dyrektywy ustanawiającej ogólne zasady ustalania wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów wykorzystujących energię (2005/32/WE) oraz rozporządzenia Komisji (WE 245/2009) oznacza, że wiele rodzajów stosowanych dotychczas źródeł światła wycofano z obrotu. Gminy i przedsiębiorstwa energetyczne muszą na bieżąco rozwiązywać kwestie remontów istniejących zasobów oświetleniowych zastępując dotychczasowe źródła światła przez źródła bardziej efektywne energetycznie. Z informacji z Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej wynika, że funkcjonuje w Polsce ponad 3,3 mln ulicznych opraw oświetleniowych około 70% tego majątku jest własnością przedsiębiorstw energetycznych. Rocznie zasób ten zużywa 1,5 TWh energii przy czym lampy sodowe i rtęciowe, stanowią nadal 60% wszystkich źródeł światła. Średni wiek instalacji oświetlenia drogowego należącego do gmin wynosi 10 15 lat, w przypadku OSD, jest to 15-30 lat. Wysokie koszty utrzymania oświetlenia i coraz więcej możliwości poprawy jego jakości sprawiają, że zarówno samorządy jak i OSD decydują się na wymianę i modernizację oświetlenia drogowego. Powszechne użycie technologii LED daje możliwość uzyskania znacznych oszczędności energii przy coraz krótszym okresie zwrotu z inwestycji.
Prawo europejskie 3 Dyrektywa 2012/27/UE z dnia 25 października 2012 roku Przedmiot: Ustanowienie wspólnej struktury ramowej dla środków służących wspieraniu efektywności energetycznej Unii, aby zapewnić osiągnięcie głównego unijnego celu zakładającego zwiększenie efektywności energetycznej o 20% do 2020 roku. Celem dyrektywy jest usunięcie barier na rynku energii oraz przezwyciężenie nieprawidłowości w funkcjonowaniu rynku, które ograniczają efektywność dostaw i wykorzystania energii. Każde państwo członkowskie ustanawia system zobowiązujący do efektywności energetycznej, który zapewnia osiągnięcie przez dystrybutorów energii lub przedsiębiorstwa prowadzące detaliczną sprzedaż energii i które prowadzą działalność na terytorium danego państwa członkowskiego łącznego celu, który jest co najmniej równoważny osiąganiu nowych oszczędności każdego roku od dnia 1 stycznia 2014 roku do dnia 31 grudnia 2020 roku w wysokości 1,5% rocznego wolumenu sprzedaży energii odbiorcom końcowym. Dla Polski cel ten został ustanowiony na poziomie 13,6 Mtoe zmniejszenia zużycia energii pierwotnej do 2020 roku. Sankcje: Państwa członkowskie ustanawiają przepisy dotyczące sankcji nakładanych w przypadku nieprzestrzegania przepisów krajowych w zakresie efektywności energetycznej, a także podejmują środki niezbędne do zapewnienie ich wykonania. Przewidziane sankcje muszą być skuteczne, proporcjonalne i odstraszające.
Prawo krajowe 4 Ustawa o efektywności energetycznej z 20 maja 2016 roku (Dz.U. z 2016 r. poz. 831) Zakres podmiotowy ustawy: jednostki sektora publicznego, przedsiębiorstwa energetyczne, odbiorcy końcowi, towarowe domy maklerskie, przedsiębiorcy inni niż MŚP (audyt energetyczny przedsiębiorstwa), realizujący przedsięwzięcia służące poprawie efektywności energetycznej. Obwieszczenie Ministra Energii z 23 listopada 2016 roku (poz. 1184) w sprawie szczegółowego wykazu przedsięwzięć służących poprawie efektywności energetycznej Rozporządzenie Ministra Energii z 5 października 2017 roku (poz. 1912) w sprawie szczegółowego zakresu i sposobu sporządzania audytu efektywności energetycznej oraz metod obliczania oszczędności energii
Normy ponad wszystko 5 Zgodnie z prawem Zapewnienie bezpieczeństwa i funkcjonalność przestrzeni publicznej, w zakresie oświetlenia możliwe jest jedynie przy spełnieniu wymagań określonych przez normy. Wiemy jak bardzo różni się oświetlenie ruchliwej drogi od oświetlenia placów czy alejek w parku. Przy modernizacji oświetlenia drogowego należy kierować się regulacjami zawartymi w normach z serii PN-EN 13201:2016 Oświetlenie dróg. Obejmują one 5 arkuszy dotyczących kluczowych kwestii związanych z oświetleniem ulicznym: PKN-CEN/TR 13201-1:2016: Oświetlenie dróg - Część 1: Wybór klas oświetlenia, PN-EN 13201-2:2016: Oświetlenie dróg - Część 2: Wymagania oświetleniowe, PN-EN 13201-3:2016: Oświetlenie dróg - Część 3: Obliczenia parametrów oświetleniowych, PN-EN 13201-4:2016: Oświetlenie dróg - Część 4: Metody pomiarów parametrów oświetlenia, PN-EN 13201-5:2016: Oświetlenie dróg Część 5: Wskaźniki efektywności energetycznej. Przy projektowaniu oświetlenia ulicznego znaczenie mają 3 pierwsze części normy. Pierwsza część, pozwala na ustalenie odpowiedniej sytuacji oświetleniowej i wyboru klasy oświetlenia. W drugiej części normy określa się wymagania fotometryczne dla poszczególnych klas oświetleniowych, w aspektach potrzeb użytkowników i środowiska. Trzecia formułuje jednolite metody obliczeniowe. Część czwarta nie dotyczy etapu projektowania, a określa zasady wykonywania pomiarów oraz sposób ich prezentacji. Piąta część pozwala na wybór rozwiązania najlepszego pod względem efektywności energetycznej.
Modernizacja i wymiana źródeł światła według ustawy 6 Ustawa o efektywności energetycznej definiuje przedsięwzięcie służące poprawie efektywności energetycznej jako działanie polegające na wprowadzeniu zmian lub usprawnień w obiekcie, w urządzeniu technicznym lub w instalacji, w wyniku których uzyskuje się oszczędność energii. Art. 19 ust. 1 pkt 3, litera a) ustawy stanowi: Poprawie efektywności energetycznej służą następujące rodzaje przedsięwzięć: modernizacja lub wymiana oświetlenia. W ust. 2 tego artykułu czytamy: Minister właściwy do spraw energii ogłasza w drodze obwieszczenia w Dzienniku Urzędowym Rzeczypospolitej Polskiej Monitor Polski, szczegółowy wykaz przedsięwzięć służących poprawie efektywności energetycznej. Treść z załącznika do Obwieszczenia Ministra Energii z dnia 23 listopada 2016 roku w zakresie modernizacji lub wymiany oświetlenia: 3. Przedsięwzięcia służące poprawie efektywności energetycznej w zakresie modernizacji lub wymiany: 1) oświetlenia wewnętrznego (np. oświetlenia pomieszczeń: w budynkach użyteczności publicznej, mieszkalnych, biurowych, a także budynków i hal przemysłowych, magazynowych lub handlowych) lub oświetlenia zewnętrznego (np. oświetlenia tuneli, placów, składowisk, ulic, dróg, parków, oświetlenia dekoracyjnego, oświetlenia stacji paliw oraz sygnalizacji świetlnej), w tym: a) wymiana źródeł światła na energooszczędne, b) wymiana opraw oświetleniowych wraz z osprzętem na energooszczędne, c) wdrażanie inteligentnych systemów sterowania oświetleniem, o regulowanych parametrach w zależności od potrzeb użytkowych i warunków zewnętrznych, d) stosowanie energooszczędnych systemów zasilania;
Modernizacja i wymiana źródeł światła według ustawy cd. 7 Rozporządzenie Ministra Energii z 5 października 2017 r. w sprawie szczegółowego zakresu i sposobu sporządzania audytu efektywności energetycznej oraz metod obliczania oszczędności energii wydane na podstawie art. 29 ustawy z dnia 20 maja 2016 r. o efektywności energetycznej stanowi: 4. 1. Audyt sporządza się w sposób bilansowy. Audyt ten obejmuje wykonanie bilansu energetycznego obiektu, urządzenia technicznego lub instalacji, którego dotyczy przedsięwzięcie służące poprawie efektywności energetycznej. 2. Audyt dla przedsięwzięcia służącego poprawie efektywności energetycznej, określonego w załączniku nr 1 do rozporządzenia, może być sporządzony w sposób uproszczony. 5. 1. Audyt, o którym mowa w 4 ust. 1, sporządza się zgodnie z wiedzą techniczną, z wykorzystaniem, w szczególności, danych i metod określania oszczędności energii, z zastosowaniem odpowiednio udokumentowanej metody obliczeń lub na podstawie dokonywanych pomiarów. 2. Sporządzając audyt, o którym mowa w 4 ust. 1: 1) dla przedsięwzięcia służącego poprawie efektywności energetycznej polegającego na realizacji przedsięwzięcia termomodernizacyjnego 2) w celu modernizacji lub wymiany oświetlenia: a) stosuje się metody obliczeń określone w rozporządzeniu wydanym na podstawie art. 15 ustawy z dnia 29 sierpnia 2014 r. o charakterystyce energetycznej budynków (Dz. U. z 2017 r. poz. 1498), b) uwzględnia się specyficzne wymagania w zakresie pomiarów, parametrów i jakości oświetlenia określone w przepisach odrębnych i w Polskich Normach, c) bierze się pod uwagę, w szczególności, następujące usprawnienia umożliwiające uzyskanie oszczędności energii: zastosowanie energooszczędnych źródeł światła lub opraw oświetleniowych, systemów automatycznego sterowania wydajnością i parametrami oświetlenia, optymalizację czasu załączania oświetlenia oraz wprowadzenie sekcji oświetleniowych w zależności od przeznaczenia oświetlanych stref i pomieszczeń;
Audyt sporządzany w sposób uproszczony 8 Wszystkie stosowane obecnie sposoby modernizacji oświetlenia drogowego implikują konieczność sporządzania audytu efektywności energetycznej w sposób bilansowy. Jedynym wyjątkiem od tej reguły jest wymiana opraw oświetleniowych lub źródeł światła. Załącznik nr 1 do rozporządzenia Ministra Energii z 5 października 2017 roku (poz. 1912) wśród 8 przedsięwzięć wskazuje właśnie takie. Lp. Przedsięwzięcie służące poprawie efektywności energetycznej dla, których audyt efektywności energetycznej może być sporządzany w sposób uproszczony 1. Ocieplenie ściany zewnętrznej, dachu lub stropodachu 2. Ocieplenie stropu pod nieogrzewanym poddaszem 3. Ocieplenie stropu nad piwnicą 4. Modernizacja lub wymiana stolarki okiennej 5. Modernizacja lub wymiana instalacji ciepłej wody użytkowej 6. Wymiana opraw oświetleniowych lub źródeł światła 7. Wymiana urządzeń przeznaczonych do użytku domowego pralki, suszarki, zmywarki do naczyń, chłodziarki, kuchenki, piekarniki 8. Wymiana silników elektrycznych o mocy znamionowej od 0,75 kw do 375 kw
Audyt sporządzany w sposób uproszczony cd. 9 Sporządzenie audytu w sposób uproszczony oznacza wykorzystanie danych i metod wyliczania i weryfikacji oszczędności energii zawartych w załączniku nr 2 do rozporządzenia Ministra Energii z 5 października 2017 roku (poz. 1912). Formuła Wymiana opraw oświetleniowych lub źródeł światła ΔQ 0 ilość zaoszczędzonej energii finalnej, wyrażonej w [kwh/rok], Q 0 = T U (M 0 M 1 )/1000 T U czas użytkowania źródła światła określony na podstawie danych zawartych w tabeli nr 6, wyrażony w [h/rok]* M 0 łączna moc znamionowa opraw oświetleniowych lub źródeł światła przed wymianą, wyrażona w [W]; w przypadku gdy wymieniane typy opraw lub źródeł światła zostały wycofane z obrotu, należy przyjmować dla nich moce odpowiadające najniższej dostępnej obecnie na rynku klasie efektywności energetycznej, zgodnie z przepisami aktu delegowanego, w rozumieniu art. 2 ust. 1 ustawy z dnia 14 września 2012 r. o informowaniu o zużyciu energii przez produkty wykorzystujące energię oraz o kontroli realizacji programu znakowania urządzeń biurowych (Dz. U. z 2016 r. poz. 1790), M 1 łączna moc znamionowa nowych opraw oświetleniowych lub źródeł światła po wymianie, wyrażona w [W] UWAGA: Oszczędności w zużyciu energii dla źródeł światła obliczane są przy założeniu, że natężenie oświetlenia powierzchni, mierzone w [lm/m 2 ], po wymianie spełnia wymagania Polskich Norm PN-EN 12464-1 oraz PN-EN-13201-2 * Czas użytkowania dla oświetlenia ulicznego = 4150 h/rok
Audyt sporządzany w sposób uproszczony - kalkulator 10 Formuła wykorzystywana do określenia i weryfikacji oszczędności energii uzyskanej w wyniku wymiany opraw oświetleniowych lub źródeł światła pozwala na szybkie oszacowanie wielkości średniorocznych oszczędności energii finalnej. Przygotowanie kalkulatora w oparciu o arkusz kalkulacyjny - nie stanowi zatem problemu. Kalkulator oszczędności przy modernizacji oświetlenia * Liczba opraw [szt.] 205 Moc oprawy po wymianie [W] 110 Moc oprawy przed wymianą [W] 250 Średnioroczna oszczędność energii finalnej [toe/rok] 10,2412 Kalkulator oszczędności przy modernizacji oświetlenia * Liczba opraw [szt.] 170 Moc oprawy po wymianie [W] 84 Moc oprawy przed wymianą [W] 250 Średnioroczna oszczędność energii finalnej [toe/rok] 10,0699 * Zaprezentowane przykłady należy zweryfikować w zakresie spełnienia wymogów PN-EN-13201-2 1 toe = 41,868 GJ = 11,63 MWh
Audyt sporządzany w sposób bilansowy moc instalacji oświetleniowej wykorzystanej do oświetlenia rozważanego obszaru [W] średnie natężenie oświetlenia w płaszczyźnie poziomej i-tego obszaru [lx] pole powierzchni i-tego obszaru oświetlanego przez instalacje oświetleniową [m²] liczba oświetlanych obszarów 11
Audyt sporządzany w sposób bilansowy cd. 12 bieżąca wartość mocy związana z j-tym okresem działania [W] czas trwania j-tego okresu działania w roku [h] pole powierzchni obszaru w tych samych warunkach oświetleniowych [m²] Zarówno wskaźnik gęstości mocy (PDI) jak i wskaźnik rocznego zużycia energii (AECI) wprowadzono w celu umożliwienia dokonania najlepszego wyboru pod względem efektywności energetycznej. Należy stosować je łącznie, dążąc do minimalizacji ich wartości zapewniając jednocześnie spełnienie wymagań normy PN-EN 13201. W (dopuszczalnym) uproszczeniu oznacza to, że redukcja mocy opraw nie może powodować przekroczenia minimalnego poziomu bezpieczeństwa drogowego. Należy zauważyć, że zaprezentowany, a pochodzący z PN sposób projektowania modernizacji oświetlenia drogowego w zakresie poprawy efektywności energetycznej nie wyczerpuje innych możliwości i metod wyliczania oszczędności energii można zastosować inne, należy je jedynie udokumentować i właściwie uzasadnić.
Audytowa ocena stanu technicznego oraz zużycia energii 13 1) Audyt efektywności energetycznej w zakresie oceny stanu technicznego oraz analizy zużycia energii przez instalację obejmuje w szczególności: Sporządzany w sposób bilansowy Sporządzany w sposób uproszczony a) inwentaryzację techniczną b) wyniki pomiarów wielkości fizycznych i parametrów pracy tej instalacji Tylko jeśli konieczne Tylko jeśli konieczne c) wyniki oszacowań zużycia energii przez tą instalację, z wykorzystaniem metod analitycznych i z uwzględnieniem danych znamionowych lub katalogowych oraz czynników wpływających na zużycie energii Tylko jeśli konieczne d) ocenę błędów wykonanych pomiarów wielkości fizycznych i wewnętrznej spójności wyników tych pomiarów w przypadku wykonania czynności, o których mowa w lit. b, wykonanych oszacowań zużycia energii i wewnętrznej spójności wyników tych oszacowań w przypadku wykonania czynności, o których mowa w lit. c (odpowiednio dla czynności z lit. b i c) Tylko jeśli konieczne e) uzgodnienie wyników pomiarów z oszacowaniami analitycznymi w przypadku wykonania czynności, o których mowa w lit. b i c (odpowiednio dla czynności z lit. b i c) Tylko jeśli konieczne f) określenie czynników wpływających na zużycie energii przez instalację, w szczególności warunków eksploatacyjnych oraz rodzaju bazowej wielkości zużycia energii przez tą instalację, stanowiących dane referencyjne dla planowanego lub zrealizowanego przedsięwzięcia lub przedsięwzięć tego samego rodzaju służących poprawie efektywności energetycznej g) wykaz obowiązujących przepisów, norm, dokumentów i danych źródłowych, w szczególności specjalistycznych opracowań w zakresie najlepszych dostępnych technologii lub dobrych praktyk, z których korzystał sporządzający audyt
Audytowa analiza planowanych efektów 14 2) Audyt efektywności energetycznej w zakresie analizy efektów planowanych do uzyskania w wyniku realizacji przedsięwzięcia lub przedsięwzięć tego samego rodzaju służących poprawie efektywności energetycznej, stosownie do sposobu sporządzania audytu, obejmuje w szczególności: Sporządzany w sposób bilansowy Sporządzany w sposób uproszczony a) wskazanie przedsięwzięcia lub przedsięwzięć tego samego rodzaju służących poprawie efektywności energetycznej, wraz ze szczegółowym opisem usprawnień wprowadzanych w związku z tymi przedsięwzięciami b) określenie sposobu wykonania analizy danych, metod obliczeniowych i zastosowanych modeli matematycznych, szczegółowy opis wzorów, wskaźników i współczynników użytych w tych obliczeniach, wraz z opisem przyjętych założeń oraz wskazaniem źródeł danych zastosowanych do obliczeń oszczędności energii Tylko w ograniczonym zakresie c) wyniki obliczeń, w szczególności średniorocznej oszczędności energii oraz łącznej redukcji kosztów eksploatacji instalacji, której dotyczy przedsięwzięcie służące poprawie efektywności energetycznej, wraz z wnioskami wskazującymi na zasadność wyboru tego przedsięwzięcia d) wykaz wykorzystanych programów komputerowych użytych do obliczania oszczędności energii e) określenie podstawowych parametrów finansowych służących ocenie opłacalności realizacji przedsięwzięcia lub przedsięwzięć tego samego rodzaju służących poprawie efektywności energetycznej, wraz z analizą wariantową wyboru najkorzystniejszego rozwiązania z odpowiednim uzasadnieniem
Wymieniać czy modernizować 15 Wyraźnie widać, że sposób przygotowania audytu efektywności energetycznej jest pochodną skomplikowania planowanego przedsięwzięcia modernizacyjnego. Zakres modernizacji instalacji oświetlenia drogowego może obecnie zawierać kilka komponentów modernizacyjnych jednocześnie. Tak więc podczas modernizacji zostaną wykorzystaną jednocześnie kilka lub wszystkie (z obecnie dostępnych) środków o charakterze technicznym. Coraz częściej modernizacja oświetlenia oznacza nie tylko wymianę źródeł światła na źródła energooszczędne, lecz również wdrożenie do tego inteligentnych systemów sterowania i zarządzania. Stosowanie niezawodnych i jednocześnie energooszczędnych systemów zasilania takich instalacji wydaje się być również słusznym rozwiązaniem. Mając na względzie średni wiek oświetlenia drogowego w Polsce oraz stosowane dotychczas źródła światła konieczny jest przejściowy sposób poprawy parametrów oświetlenia szczególnie w zakresie zmniejszenia jego energochłonności. Według mojej oceny takim rozwiązaniem jest właśnie wymiana źródeł światła na energooszczędne. Jakkolwiek sama wymiana opraw oświetleniowych (fluorescencyjnych i wyładowczych) na oprawy LED pozostawia duże pole do prac modernizacyjnych w przyszłości prawidłowo przeprowadzona przynosić może znaczące oszczędności finansowe. Między innymi dlatego ustawodawca przewidział taką możliwość premiując (dodatkowo) takie rozwiązanie - uproszczonymi obowiązkami w zakresie sporządzania audytu efektywności energetycznej. Dodatkowym przejawem wymiany opraw oświetleniowych jest poprawa parametrów barwowych - zastąpienie nieprzyjaznych dla ludzkiego oka lamp rtęciowych dobrej jakości produktami LED ogranicza jednocześnie (w różnym zakresie) zaśmiecanie oświetleniem środowiska naturalnego.
Wymieniać czy modernizować cd. 16 Podsumowując należy zaakcentować, że wymiana oświetlenia na energooszczędne bez zastosowania innych komponentów usprawniających jest obecnie częstym rozwiązaniem stosowanym przez przedsiębiorstwa energetyczne. Rozwiązaniem, które z różnych względów (także tych podniesionych w tej prezentacji) jest obecnie preferowane. Jego wadą jest jednak to, że oświetlenie drogowe pozostanie na długo jedynie koniecznością i obowiązkiem, a może być inaczej: Co musi zapewniać oświetlenie drogowe Sposób realizacji Bezpieczeństwo ruchu pojazdów i rowerów Bezpieczeństwo ruchu pieszego ze szczególnym uwzględnieniem przejść dla pieszych Racjonalizację zużycia energii elektrycznej Zmniejszenie ryzyka wandalizmu i przestępstw Co może zapewniać oświetlenie drogowe Komfort widzenia wywołujący zadowolenie z przebywania w miejscach publicznych Kreować pozytywny wizerunek miejscowości Być elementem tożsamości miast, których walory architektoniczne podkreślać będzie szyte na miarę oświetlenie Tworzyć spójną przestrzeń urbanistyczną - wydobywając piękno zarówno z zabytkowych jak i nowoczesnych obiektów Może być zrealizowane także poprzez wymianę opraw oświetleniowych Sposób realizacji Może być zrealizowane tylko poprzez kompleksową modernizację systemu oświetlenia
Dziękuję za uwagę Biuro Efektywności Energetycznej e-mail: Waldemar.Kusmierz@pgedystrybucja.pl