Termomodernizacja wybranych budynków oświatowych na terenie Miasta Stołecznego Warszawy

Termomodernizacja wybranych budynków oświatowych na terenie Miasta Stołecznego Warszawy Efekt ekologiczny inwestycji [Październik 2010]

2 Podstawa prawna Niniejsze opracowanie zostało przygotowane w październiku 2010 roku na podstawie umowy z dnia 15 października 2010 pomiędzy Miastem Stołecznym Warszawa a Małopolską Agencją Energii i Środowiska sp. z o.o. Dokument stanowi uzupełnienie dokumentacji aplikacyjnej przedstawianej w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Mazowieckiego na lata 2007-2013. Opracowanie dotyczące zmniejszenia emisji głównych zanieczyszczeń powietrza (dwutlenek siarki, tlenki azotu, pyły, dwutlenek węgla) w okresie roku po realizacji projektu zostało przygotowane zgodnie z obowiązującymi regulacjami prawnymi, na podstawie dostępnych danych i dokumentów dotyczących planowanego przedsięwzięcia, które zostały udostępnione Wykonawcy przez Zamawiającego (stan na dzień 19 października 2010). Wykonawca nie ponosi odpowiedzialności z tytułu użycia w opracowaniu przekazanych przez Zamawiającego niewłaściwych danych i/lub informacji dotyczących planowanego przedsięwzięcia. Wykonawca opracowania Małopolska Agencja Energii i Środowiska Sp. z o.o. ul. Łukasiewicza 1, 31-429 Kraków tel. (12) 2942070, fax (12) 2942054 www.maes.pl, e-mail maes@maes.pl

3 Spis treści 1 Założenia i źródła danych...4 2 Podstawowe informacje o inwestycji...5 2.1. Podsumowanie i wnioski...5 2.2. Zakres i przedmiot projektu...5 2.3. Charakterystyka energetyczna obiektów...6 3 Efekty ekologiczne...10 3.1. Efektywność energetyczna...10 3.2. Emisje zanieczyszczeń...10 Spis tabel Tabela 2-1. Źródła energii dla obiektów c.o. i c.w.u...6 Tabela 2-2. Charakterystyka energetyczna budynków - c.o...8 Tabela 2-3. Charakterystyka energetyczna budynków - c.w.u...8 Tabela 2-4. Roczna produkcja energii - c.o. + c.w.u...9 Tabela 3-1. Efektywność energetyczna obiektów, zmniejszenie zapotrzebowania na energię dla obiektów...10 Tabela 3-2. Wskaźniki emisji dla poszczególnych źródeł wytwarzania...11 Tabela 3-3. Emisje zanieczyszczeń - stan przed modernizacją i po modernizacji...12 Tabela 3-4. Redukcja emisji oraz stopień redukcji emisji...12

Termomodernizacja wybranych budynków oświatowych na terenie m.st. Warszawy 4 1 Założenia i źródła danych Opracowanie dotyczące obliczenia redukcji emisji głównych zanieczyszczeń powietrza tj.: - dwutlenek siarki, - tlenków azotu, - pyłów, - dwutlenek węgla w okresie roku po realizacji projektu pt. Termomodernizacja wybranych budynków oświatowych na terenie m.st. Warszawy przygotowano na potrzeby określenia stopnia zgodności z kryteriami wyboru dla projektów planowanych do dofinansowania w ramach Działania 4.3 Ochrona powietrza, energetyka Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Mazowieckiego 2007-2013. W celu obliczenia redukcji zanieczyszczeń powietrza oparto się między innymi na metodologii wyliczania wskaźnika redukcji emisji zanieczyszczeń określonej w Załączniku nr 5 Kryteria wyboru finansowanych operacji Szczegółowego Opisu Priorytetów Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Mazowieckiego 2007-2013. Przyjęta metodyka obliczenia efektu ekologicznego opiera się więc na wyznaczeniu tzw. baseline tzn. stanu obiektu przed modernizacją, dla którego określono podstawowe parametry energetyczne tj: Zapotrzebowanie budynku na energię, Zużycie energii, Sprawność konwersji, Zużycie paliwa, Emisję podstawowych zanieczyszczeń. Te same wskaźniki zostały określone dla stanu po realizacji inwestycji a różnica stanowi osiągnięty efekt ekologiczny w postaci zmniejszenia zużycia energii oraz redukcji poszczególnych emisji. Źródła danych dotyczących obecnego i przyszłego zużycia energii w obiektach będaych przedmiotem inwestycji pochodzą z opracowanych audytów energetycznych dla budynków: 1. Audyt energetyczny dla budynku Szkoły Podstawowej nr 173 opracowany przez Narodową Agencję Poszanowania Energii S.A we wrześniu 2008r, aktualizowany w październiku 2010. 2. Audyt energetyczny dla budynku Szkoły Podstawowej nr 4 opracowany przez firmę CCK Architekci Biuro Projektowe s.c. z Gdyni w czerwcu 2007r. 3. Audyt energetyczny budynków Zespołu Szkół Fototechnicznych opracowany przez firmę ProEn Stanisław Zdebski z Warszawy we wrześniu 2006r. 4. Audyt energetyczny dla budynków Specjalnego Ośrodka Szkolno-Wychowawczego nr 12 opracowany przez Narodową Agencję Poszanowania Energii S.A w lutym 2005r. Źródła danych dotyczące parametrów paliwa i wskaźników emisji: 1. Dla energii elektrycznej - Vattenfall Heat Poland, Struktura Paliw (stan na rok 2009). 2. Dla wytwarzania ciepła (SPEC) - PGE Zakład Energetyczny Warszawa- Teren S.A. stan na dzień 15.03.2010. 3. Dla wytwarzania ciepła z własnej kotłowni gazowej - Ministerstwo Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa, Wskaźniki emisji substancji zanieczyszczających wprowadzanych do powietrza z procesów energetycznego spalania paliw.

Termomodernizacja wybranych budynków oświatowych na terenie m.st. Warszawy 5 2 Podstawowe informacje o inwestycji 2.1. Podsumowanie i wnioski W wyniku realizacji projektu zostanie osiągnięty efekt ekologiczny w postaci zmniejszenia zapotrzebowania budynku na energię oraz redukcji emisji podstawowych zanieczyszczeń powietrza. Stopień redukcji poszczególnych emisji wyniesie: Dla dwutlenku węgla - 50,55% tj. zmniejszenie o 1 549,34 Mg/rok w stosunku do stanu bazowego, Dla dwutlenku siarki - 50,96% tj. zmniejszenie o 5,60 Mg/rok w stosunku do stanu bazowego, Dla tlenków azotu - 50,55% tj. zmniejszenie o 2,40 Mg/rok tj. Dla pyłów - 50,44% tj. zmniejszenie o 0,19 Mg/rok w stosunku do stanu bazowego. Łączna wartość zmniejszenia emisji wszystkich zanieczyszczeń do atmosfery to 1557, 52 ton/rok czyli 50,55%. Efektem realizacji projektu jest również zmniejszenie rocznego zapotrzebowania na energię dla obiektów wynoszące 9 296,02 GJ/rok tj. o 58,12% w stosunku do stanu bazowego sprzed realizacji inwestycji. 2.2. Zakres i przedmiot projektu Kompleksowy projekt pn. Termomodernizacja wybranych budynków oświatowych na terenie m.st. Warszawy będzie realizowany na terenie Polski, Województwa Mazowieckiego, w obrębie Miasta Stołecznego Warszawa. Przedsięwzięcie polega na poprawie efektywności energetycznej i zastosowaniu odnawialnych źródeł energii w 4 obiektach oświatowych: 1. Szkoła Podstawowa nr 173 zlokalizowana przy ul. Trakt Brzeski 18, 2. Szkoła Podstawowa nr 4 zlokalizowana przy ul. Walerego Sławka 9, 3. Zespół Szkół Fototechnicznych zlokalizowana przy ul. Spokojnej 13, 4. Wychowawczo- Rewalidacyjnych nr 1, zlokalizowany przy ul. Bełskiej 5. Optymalny zakres przedsięwzięć termomodernizacyjnych został określony w audytach energetycznych, ostatecznych kształt inwestycji uwzględnia również możliwości finansowe inwestora i obejmuje: 1. Dla obiektu Szkoły Podstawowej nr 173: docieplenie ścian zewnętrznych dachu i stropodachu, wymiana okien w budynku, modernizacja instalacji c.o., modernizacja i doposażenie budynku w c.w.u, wymiana kotła gazowego, instalacja kolektorów słonecznych, 2. Dla obiektu Szkoła Podstawowa nr 4: wymiana instalacji c.o. docieplenie stropodachu docieplenie ścian zewnętrznych budynku, częściowa wymiana stolarki okiennej. wymiana drzwi zewnętrznych. 3. Dla obiektów Zespół Szkół Fototechnicznych:

Termomodernizacja wybranych budynków oświatowych na terenie m.st. Warszawy 6 Docieplenie ścian zewnętrznych, stropu i stropodachu Wymiana stolarki okiennej i drzwiowej, 4. Dla obiektów Wychowawczo- Rewalidacyjnych nr 1: wymiana stolarki okiennej i drzwiowej, docieplenie ścian zewnętrznych 2.3. Charakterystyka energetyczna obiektów W poniższych tabelach zawarto informacje dotyczące charakterystyki energetycznej poszczególnych obiektów. Charakterystyka dotyczy stanu przed i po wykonaniu projektu i została określona na podstawie wykonanych audytów energetycznych. Tabela 2-1. Źródła energii dla obiektów c.o. i c.w.u Stan przed modernizacją Stan po modernizacji Nr obiekt c.o c.w.u c.o. c.w.u 1 Szkoła Podstawowa nr 173, ul. Trakt Brzeski 18, kocioł gazowy kocioł gazowy kocioł gazowy kocioł gazowy 2 3 4 Szkoła Podstawowa nr 4, ul. Walerego Sławka 9, Zespół Szkół Fototechnicznych, ul. Spokojna 13, Wychowawczo- Rewalidacyjnych nr 1, ul. Bełska 5, indywidualne urz. elektryczne indywidualne urz. elektryczne W wyniku realizacji inwestycji źródła ciepła dla ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej nie ulegną zmianie. Dla większości obiektów źródłem ciepła (c.o. i c.w.u) jest miejska sieć cieplna wysokoparametrowa należąca do Stołecznego przedsiębiorstwa Energetyki Cieplnej (SPEC). W jednym przypadku obiekt jest zasilany z własnej kotłowni gazowej, która zostanie zmodernizowana (wymiana kotła na 2 wysokosprawne kotły kondensacyjne). W jednym przypadku źródłem przygotowania ciepłej wody użytkowej jest energia elektryczna. Źródła energii dla przygotowania c.w.u i c.o. determinują przyjęte wskaźniki emisji dla obliczenia wielkości emisji w poszczególnych obiektach. Z tego też względu podstawowe parametry charakterystyki energetycznej obiektów zostały rozbite na wartości zwiane z ogrzewaniem budynku oraz przygotowaniem c.w.u. Podstawowe parametry tj. energia finalna i energia pierwotna oraz współczynnik konwersji określona w następujący sposób: Energia finalna to energia zużyta przez użytkownika końcowego, która została określona w audytach energetycznych jako Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania i przygotowania c.w.u z uwzględnieniem sprawności systemów i przerw w ogrzewaniu. Energia pierwotna to energia zawarta w pierwotnych nośnikach energii. Została obliczona przy wykorzystaniu współczynnika nakładu energii pierwotnej określonego dla poszczególnych nośników w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008r.w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej.

Termomodernizacja wybranych budynków oświatowych na terenie m.st. Warszawy 7 Sprawność konwersji obliczona wg. zależności energia finalna/energia pierwotna *100%. Sprawności konwersji dla stanu sprzed realizacji projektu i po przyjmują te same wartości ze względu na fakt, że przedmiotowe inwestycje nie dotyczą zmiany nośników energii dla ogrzewania budynków czy przygotowania c.w.u. Zmiany w zapotrzebowaniu na ciepło są związane jedynie z działaniami termomodernizacyjnymi i zastosowaniem odnawialnych źródeł energii skutkującymi poprawą sprawności poszczególnych systemów. Należy zwrócić uwagę, że w przypadku obiektu nr 3 w audycie energetycznym nie obliczono zapotrzebowania na ciepło do przygotowania c.w.u (co stanowi błąd tego opracowania). Nie rzutuje to jednak w żaden sposób na osiągane efekty ekologiczne. Ze względu na przyjęty zakres modernizacji zapotrzebowanie w tym zakresie nie zmienia się dla stanu przed i po modernizacji co skutkuje osiągnięciem takiego samego stopnia redukcji emisji i identycznym zmniejszeniem zapotrzebowania na energię. Poniższe tabele zawierają podstawowe informacje dotyczące charakterystyki energetycznej poszczególnych obiektów.

Termomodernizacja wybranych budynków oświatowych na terenie m.st. Warszawy 8 Tabela 2-2. Charakterystyka energetyczna budynków - c.o. Jednostka Energia finalna Stan przed modernizacją Współczynnik nakładu energii pierwotnej Energia pierwotna Sprawność konwersji Energia finalna Stan po modernizacji Współczynnik nakładu energii pierwotnej Energia pierwotna [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] Sprawność konwersji Szkoła Podstawowa nr 173 2 604,00 1,10 2 864,40 90,9% 683,00 1,10 751,30 90,9% Szkoła Podstawowa nr 4 2 692,60 1,30 3 500,38 76,9% 1 578,70 1,30 2 052,31 76,9% Zespół Szkół Fototechnicznych 6 879,00 1,30 8 942,70 76,9% 2 500,00 1,30 3 250,00 76,9% Wychowawczo- Rewalidacyjnych 3 817,82 1,30 4 963,17 76,9% 1 935,70 1,30 2 516,41 76,9% Wszystkie obiekty 15 993,42-20 270,65-6 697,40-8 570,02 - Tabela 2-3. Charakterystyka energetyczna budynków - c.w.u.. Jednostka Energia finalna Stan przed modernizacją Współczynnik nakładu energii pierwotnej* Energia pierwotna Sprawność konwersji Energia finalna Stan po modernizacji Współczynnik nakładu energii pierwotnej* Energia pierwotna [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] Sprawność konwersji Szkoła Podstawowa nr 173 767,00 1,10 843,70 90,9% 742,00 1,10 816,20 90,9% Szkoła Podstawowa nr 4 251,20 3,00 753,60 33,3% 251,20 3,00 753,60 33,3% Zespół Szkół Fototechnicznych - 1,30 - - - 1,30 - - Wychowawczo- Rewalidacyjnych 758,00 1,30 985,40 76,9% 758,00 1,30 985,40 76,9% Wszystkie obiekty 1 776,20-2 582,70-1 751,20-2 555,20 -

Termomodernizacja wybranych budynków oświatowych na terenie m.st. Warszawy 9 Tabela 2-4. Roczna produkcja energii - c.o. + c.w.u. Jednostka Stan przed modernizacją - c.o. Energia pierwotna, [MWh] Stan przed modernizacją - c.w.u. Energia pierwotna, [MWh] Stan po modernizacji - c.o. Energia pierwotna, [MWh] Stan po modernizacji - c.w.u. Energia pierwotna, [MWh] Szkoła Podstawowa nr 173 Szkoła Podstawowa nr 4 795,67 234,36 208,69 226,72 972,33 209,33 570,09 209,33 Zespół Szkół Fototechnicznych 2484,08-902,78 - Wychowawczo- Rewalidacyjnych 1378,66 273,72 699,00 273,72 Wszystkie obiekty 5 630,74 717,42 2 380,56 709,78

Termomodernizacja wybranych budynków oświatowych na terenie m.st. Warszawy 10 3 Efekty ekologiczne 3.1. Efektywność energetyczna Wskaźnik dotyczący zmniejszenia rocznego zapotrzebowania na energię w wyniku realizacji przedsięwzięcia termomodernizacyjnego określono na podstawie audytów energetycznych dla poszczególnych budynków. W przypadku obiektu nr 4 czyli Zespołu Placówek Szkolono-Wychowawczo- Rewalidacyjnych nr 1 zakres prac objętych projektem nie obejmuje modernizacji systemu c.o. i c.w.u. w związku z tym wartość wskazana w audycie energetycznym została pomniejszona o efekt związany z tym zabiegiem termomodernizacyjnymi. W celu obliczenia stopnia zmniejszenia efektu termomodernizacji, przy obliczaniu zapotrzebowania na energię po realizacji przedsięwzięcia, nie uwzględniono wyższej sprawności systemu c.o. i c.w.u, która byłaby osiągnięta w wyniku modernizacji tych systemów. Tabela 3-1. Efektywność energetyczna obiektów, zmniejszenie zapotrzebowania na energię dla obiektów. Obiekt Zapotrzebowanie na energię przed realizacją przedsięwzięcia Zapotrzebowanie na energię po realizacji przedsięwzięcia Zmniejszenie rocznego zapotrzebowania na energią stopień zmniejszania rocznego zapotrzebowania na energię [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] % Szkoła Podstawowa nr 173 2 604,00 683,00 1 921,00 73,77 Szkoła Podstawowa nr 4 2 692,60 1 578,70 1 113,90 41,37 Zespół Szkół Fototechnicznych 6 879,00 2 500,00 4 379,00 63,66 Wychowawczo- Rewalidacyjnych 3 817,82 1 935,70 1 882,12 49,30 Wszystkie obiekty 15 993,42 6 697,40 9 296,02 58,12 Efektem docelowym realizacji projektu jest zmniejszenie rocznego zapotrzebowania na energię dla obiektów objętych projektem wynoszące 9 296,02 GJ/rok tj. o 58,12% w stosunku do stanu bazowego sprzed realizacji inwestycji. 3.2. Emisje zanieczyszczeń 3.2.1 Wskaźniki emisji Na podstawie audytów energetycznych oraz informacji od zarządców budynków określono następujące 3 źródła produkcji/wytwarzania energii cieplnej i elektrycznej wykorzystywane w budynkach dla celów ogrzewania i przygotowani c.w.u: 1. Źródło własne kotłownia gazowa - dla wytwarzania ciepła i przygotowania c.w.u. w obiekcie nr 1. 2. Źródło zewnętrzne - PGE Zakład Energetyczny Warszawa - Teren S.A - dla przygotowania c.w.u. obiekcie nr 2 3. Źródło zewnętrzne - S.A (Vattenfall) dla wytwarzania ciepła i przygotowania c.w.u. w obiektach nr 3 i 4. W celu obliczenie stopnia zmniejszenia emisji zanieczyszczeń zastosowano odpowiednie wskaźniki emisji wynikające ze sposobu ogrzewania budynków, przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz źródeł energii dla poszczególnych obiektów.

Termomodernizacja wybranych budynków oświatowych na terenie m.st. Warszawy 11 Dla kotłowni gazowej zastosowano wskaźniki emisji określone w opracowaniu Ministerstwa Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa pn.: Wskaźniki emisji substancji zanieczyszczających wprowadzanych do powietrza z procesów energetycznego spalania paliw. Dla produkcji energii elektrycznej zastosowano wskaźniki określone przez Vattenfall Heat Poland w opracowaniu Struktura Paliw (stan na rok 2009). Źródło: http://www.vattenfall.pl/www/vf_pl/vf_pl/199544vatte/199574nasza/199634organ/199694vatte/1 Na 041397struk/index.jsp?WT.ac=search_success. Dla produkcji ciepła na potrzeby c.o. i c.w.u zastosowano wskaźniki emisji określone przez producenta energii PGE Zakład energetyczny Warszawa- Teren S.A. stan na dzień 15.03.2010. Źródło: http://www.zewt.com.pl/index.php?nid=154. Tabela 3-2. Wskaźniki emisji dla poszczególnych źródeł wytwarzania Źródło energii źródło danych CO 2 SO 2 NO X Pyły [Mg/MWh] [Mg/MWh] [Mg/MWh] [Mg/MWh] energia cieplna energia elektryczna gaz ziemny 0,536000 0,002102 0,000870 0,000071 PGE Zakład Energetyczny Warszawa - Teren S.A 0,553162 0,001182 0,000759 0,000059 Ministerstwo Ochrony Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa 0,204939 0,000008 0,000134 0,000002 3.2.2 Efekt ekologiczny - emisje Na podstawie obliczonej rocznej produkcji energii (zużywanego paliwa) oraz wskaźników emisji dla poszczególnych źródeł obliczono emisje podstawowych zanieczyszczeń dla stanu bazowego oraz stanu po realizacji inwestycji w rozbiciu na emisje związane z produkcją ciepła i przygotowaniem c.w.u. Poniższe tabele zawierają wyniki obliczeń oraz poziom redukcji poszczególnych zanieczyszczeń tj.: Dwutlenku węgla Dwutlenku siarki Tlenków azotu Pyłów.

Termomodernizacja wybranych budynków oświatowych na terenie m.st. Warszawy 12 Tabela 3-3. Emisje zanieczyszczeń - stan przed modernizacją i po modernizacji Obiekt Szkoła Podstawowa nr 173 Szkoła Podstawowa nr 4 Zespół Szkół Fototechnicznych Wychowawczo- Rewalidacyjnych Tabela 3-4. Redukcja emisji oraz stopień redukcji emisji Obiekt Szkoła Podstawowa nr 173 co cwu co cwu co cwu co cwu Emisja CO 2, [Mg/rok] Emisja SO 2, [Mg/rok] CO 2 SO 2 NOx Pyły Emisja NO x, [Mg/rok] [Mg/rok] % [Mg/rok] % [Mg/rok] % [Mg/rok] % 121,86 57,73% 0,00 57,73% 0,08 57,73% 0,00 57,73% Szkoła Podstawowa nr 4 215,60 33,85% 0,85 36,90% 0,35 34,83% 0,03 35,09% Zespół Szkół Fototechnicznych 847,58 63,66% 3,32 63,66% 1,38 63,66% 0,11 63,66% Wychowawczo- Rewalidacyjnych 364,29 41,13% 1,43 41,13% 0,59 41,13% 0,05 41,13% Wszystkie obiekty 1 549,34 50,55 5,60 50,96 2,40 50,55 0,19 50,44 Emisja Pyłów, [Mg/rok] przed po przed po przed po przed po 163,063235 42,769658 0,006642 0,001742 0,106273 0,027874 0,001245 0,000327 48,029762 46,464255 0,001956 0,001893 0,031302 0,030282 0,000367 0,000355 521,167689 305,566156 2,043833 1,198321 0,845925 0,495975 0,069035 0,040476 115,795245 115,795245 0,247432 0,247432 0,158884 0,158884 0,012351 0,012351 1331,468667 483,888889 5,221543 1,897639 2,161153 0,785417 0,176370 0,064097 - - - - - - - - 738,960271 374,665489 2,897937 1,469304 1,199432 0,608132 0,097885 0,049629 146,715111 146,715111 0,575364 0,575364 0,238138 0,238138 0,019434 0,019434 Wszystkie obiekty 3065,199980 1515,864803 10,994708 5,391695 4,741108 2,344703 0,376687 0,186669

Termomodernizacja wybranych budynków oświatowych na terenie m.st. Warszawy 13 W wyniku realizacji projektu zostanie osiągnięty efekt ekologiczny w postaci zmniejszenia emisji podstawowych zanieczyszczeń powietrza. Obliczony stopień redukcji poszczególnych emisji wyniesie odpowiednio: Dla dwutlenku węgla - 50,55% tj. zmniejszenie o 1 549,34 Mg/rok w stosunku do stanu bazowego, Dla dwutlenku siarki - 50,96% tj. zmniejszenie o 5,60 Mg/rok w stosunku do stanu bazowego, Dla tlenków azotu - 50,55% tj. zmniejszenie o 2,40 Mg/rok tj. Dla pyłów - 50,44% tj. zmniejszenie o 0,19 Mg/rok w stosunku do stanu bazowego. Łączna wartość zmniejszenia emisji wszystkich zanieczyszczeń do atmosfery to 1557, 52 ton/rok czyli 50,55%.