Technologie efektywnego wykorzystania i odnawialnych źródeł energii w budynkach Sławomir Pasierb Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii Społeczna Rada Narodowego Programu Redukcji Gazów Cieplarnianych Konferencja Zrównoważone energetycznie budynki wspólne działania, większa efektywność, mniejsza emisja Wrocław, 3-4 listopad 2010 1
Tezy wystąpienia 1. Jaka jest efektywność ekonomiczna energooszczędnych technologii w budynkach? 2. Jaki potencjał w skali kraju? 3. Co nam przeszkadza: technologie, prawo, finanse, świadomość/mentalność 4. Podsumowanie/rekomendacje 2
Zakres analiz reprezentatywnego budynku Budynek: - pow. ogrzewania 100 m2 - rok budowy 1960-1970 - Zapotrzebowanie na ciepło 132 GJ/r - max moc grzewcza 17,5 kw Zasilanie Informacja, taryfy Urządzenia: grzewcze i agd, oświetlenie 3
U [W/m 2 * K] 19,78 Ciepło sieciowe wymiana okien U=0,7 5 Ciepło sieciowe wymiana okien U=0,9-15 Ciepło sieciowe wymiana okien U=1,3 Gaz ziemny wymiana okien U=0,7-2,38 Gaz ziemny wymiana okien U=0,9 Gaz ziemny wymiana okien U=1,3 20 Węgiel - wymiana okien U=0,7 10 Węgiel - wymiana okien U=0,9-5 Węgiel - wymiana okien U=1,3 Koszt zaoszędzonej dzonej energii CCE [zł/gj] Wymiana okien 25 18,95 15 15,30 8,60 2,11 0-0,73-10 -16,47-13,88-20 4
lambda λ [W/m 2 * K] -20 Ciepło sieciowe izol. 35 cm lambda=0,032 Ciepło sieciowe izol. 35 cm lambda=0,04 Ciepło sieciowe izol. 15 cm lambda=0,032 Ciepło sieciowe izol. 15 cm lambda=0,04 Gaz ziemny - izol. 35 cm lambda=0,032-30 Gaz ziemny - izol. 35 cm lambda=0,04-35 Gaz ziemny - izol. 15 cm lambda=0,032 Gaz ziemny - izol. 15 cm lambda=0,04 Węgiel - izol. 35 cm lambda=0,032 Węgiel - izol. 35 cm lambda=0,04-15 Węgiel - izol. 15 cm lambda=0,032 Węgiel - izol. 15 cm lambda=0,04 Koszt zaoszczędzonej ędzonej energii CCE [zł/gj] Termoizolacja stropu 0-5 -5,27-10 -10,54-15,48-13,43-20,61-18,60-25 -28,16-26,52-32,30-30,63-35,24-33,75-40 5
lambda λ [W/m 2 * K] 40 21,87 Ciepło sieciowe izol. 20 cm lambda=0,032 Ciepło sieciowe izol. 20 cm lambda=0,04 19,43 Ciepło sieciowe izol. 12 cm lambda=0,032 Ciepło sieciowe izol. 12 cm lambda=0,04-60 Gaz ziemny - izol. 20 cm lambda=0,032-19,81 Gaz ziemny - izol. 20 cm lambda=0,04-20 Gaz ziemny - izol. 12 cm lambda=0,032 Gaz ziemny - izol. 12 cm lambda=0,04 Węgiel - izol. 20 cm lambda=0,032 100 Węgiel - izol. 20 cm lambda=0,04 108,08 Węgiel - izol. 12 cm lambda=0,032 120 Węgiel - izol. 12 cm, lambda=0,04 Koszt zaoszczędzonej ędzonej emisji CCC [zł/kgco2] Termoizolacja ścian zewnętrznych 140 110,63 117,43 93,58 80 60 26,48 20 0 3,65-1,42-14,80-40 -48,37 6
Kocioł na biomasę 40 Kocioł gazowy tradycyjny 100 Kocioł olejowy Kompaktowy wymiennik ciepła Kocioł gazowy kondensacyjny -20 Kocioł retortowy Koszt zaoszczędzonej dzonej energii CCE [zł/gj] Zmiana: kotły węglowe na inne źródła ciepła 120 96,9 80 60 27,7 33,1 20 20,3 0 2,7-10,9 7
Zastąpienie istniejącego źródła (budynek niedocieplony) pompą ciepła z nową instalacją c.o. niskotemperaturową 40,0 35,0 CCE, zł/gj 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 w ęgiel/pc w.poziomy w ęgiel/pc w.pionow y gaz/pc w.poziomy gaz/pc w.pionow y ciepło sieciow e/pc w.poziomy ciepło sieciow e/pc w.pionow y 8
Zastąpienie istniejącego źródła (budynek docieplony) pompą ciepła z nową instalacją c.o. niskotemperaturową 100,0 90,0 80,0 CCE, zł/gj 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 w ęgiel/pc w.poziomy w ęgiel/pc w.pionow y gaz/pc w.poziomy gaz/pc w.pionow y ciepło sieciow e/pc w.poziomy ciepło sieciow e/pc w.pionow y 9
Porównanie alternatywnych źródeł ciepła (budynek nowy) 45,0 40,0 35,0 CCE, zł/gj 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 olej/pc w.poziomy olej/pc w.pionow y gaz/pc w.poziomy gaz/pc w.pionow y -5,0 10
8,9 12 9,8 8,7 6,8 7,7 6 3,3 2 0 13,0 13,1 Węzeł cieplny kompaktowy + przegrody optymalne 14 Węzeł cieplny kompaktowy + przegrody WT2008 Kocioł gazowy kondensacyjny + przegrody optymalne 8 Kocioł gazowy kondensacyjny + przegrody WT2008 Kocioł gazowy tradycyjny + przegrody optymalne 10 Kocioł gazowy tradycyjny + przegrody WT2008 Kocioł retortowy + przegrody optymalne 4 Kocioł retortowy + przegrody WT2008 Koszt zaoszczędzonej dzonej energii CCE [zł/gj] Pakiety termodernizacji budynku stan wyjściowy: gaz 11
Węzeł cieplny kompaktowy + przegrody optymalne Węzeł cieplny kompaktowy + przegrody WT2008 158,0 Kocioł gazowy kondensacyjny + przegrody optymalne 138,4 Kocioł gazowy kondensacyjny + przegrody WT2008 Kocioł gazowy tradycyjny + przegrody optymalne 200 Kocioł gazowy tradycyjny + przegrody WT2008 150 Kocioł retortowy + przegrody optymalne 100 Kocioł retortowy + przegrody WT2008 Koszt zaoszczędzonej dzonej emisji CCC [zł/kgco2] Pakiety termodernizacji budynku stan wyjściowy: gaz 450 413,7 400 350 300 313,3 250 175,1 137,6 154,4 74,8 50 0 12
Wariant obliczeń Efekty pakietów termomodernizacyjnych 1 2 3 4 5 6 7 8 Opis wariantu obliczeń Kocioł retortowy + przegrody WT2008 Kocioł retortowy + przegrody optymalne Kocioł gazowy tradycyjny + przegrody WT2008 Kocioł gazowy tradycyjny + przegrody optymalne Kocioł gazowy kondensacyjny + instalacja c.o. + przegrody WT2008 Kocioł gazowy kondensacyjny + instalacja c.o. + przegrody optymalne Węzeł cieplny kompaktowy + instalacja c.o. + przegrody WT2008 Węzeł cieplny kompaktowy + instalacja c.o. + przegrody optymalne Energia końcowa Energia końcowa Energia końcowa Qkh - stan obecny - Qkh - stan obecny - Qkh - stan obecny węgiel gaz ziemny ciepło sieciowe Energia końcowa Qkh - stan obecny stan docelowy [kwh/m2*a] [kwh/m 2*a] [kwh/m 2*a] [kwh/m 2*a] 600,28 418,80 395,79 136,33 600,28 418,80 395,79 88,64 600,28 418,80 395,79 127,03 600,28 418,80 395,79 82,60 600,28 418,80 395,79 114,07 600,28 418,80 395,79 74,17 600,28 418,80 395,79 114,07 600,28 418,80 395,79 74,17 13
Efektywność potencjału w skali kraju 14
Nowy budynek Warianty jakości energetycznej 1. WT. Wariant bazowy - wyznaczony w oparciu o aktualnie obowiązujące przepisy: Warunki Techniczne 2008 r. 2. WP. Wariant podstawowy - wyznaczony w oparciu o rozporządzenie o audycie energetycznym z dodatkową izolacją dachu i ścian zewnętrznych 2 cm 3. WO. Wariant optymalny został wyznaczony w oparciu o analizę opłacalności dodatkowego ocieplenia ścian zewnętrznych i dachu - ok. 5 cm 4. WM. Wariant maksymalny, możliwy technicznie do wykonania 5. WMO. Wariant maksymalny, w którym dodatkowo zastosowano wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła 15
U współczynnik przenikania ciepła wariantów Wyszczególni enie Wariant WT [W/m2K] WP WO 2 [W/m K [W/m2K] ] 0,19 BJ 0,25 0,20 BW 0,20 BJ 0,225 0,20 BW WM [W/m2 K] WMO [W/m2K ] 0,13 0,13 0,10 0,10 ściany zewnętrzne 0,30 dach 0,25 okna 1,30 1,30 1,30 0,70 0,70 okna dachowe 1,60 1,60 1,60 0,77 0,77 2,60 1,00 1,00 drzwi 2,60 2,60 zewnętrzne BJ budynek jednorodzinny BW budynek wielorodzinny 16
Charakterystyka jakość energetyczna wariantów Energia końcowa [kwh/m2*a] ZuŜycie energii dla całego budynku gaz węgiel biomasa ziemny (ton/rok) (ton/rok) (m3/rok) WT 95,09 2,9 6,1 1786 WP 88,69 2,7 5,7 1666 WO 70,98 2,2 4,5 1333 WM 50,37 1,5 3,2 946 WMO 34,76 1,1 2,2 653 17
Koszty róŝnicowe wariantów w odniesieniu do WT Nakłady inwestycyjne w budynku jednorodzinnym (zł) Nakłady inwestycyjne w budynku wielorodzinnym (zł) WP 2 666,74 zł 11 528,28 zł WO 5 333,49 zł 19 877,38 zł WM 12 706,50 zł 48 520,13 zł WMO 20 464,50 zł 126 100,13 zł 18
Efektywność ekonomiczna wariantów w odniesieniu do WT Budynek jednorodzinny Budynek wielorodzinny CCE [zł/gj] CCC [zł/tco2] CCE [zł/gj] CCC [zł/tco2] WP -4,0-43,5-4,8-72,4 WO -24,5-265,6-42,0-637,6 WM* -17,9-194,0-37,6-569,6 WMO* -12,1-131,2-15,4-233,4 19
Efekty w skali kraju aktywny scenariusz budownictwa 4 000 WT - sc.2 3 500 WP - sc.2 Energia końcowa cowa [GWh] 3 000 WO - sc.2 WM - sc.2 2 500 2 000 1 500 1 000 500 Źródło: FEWE 0 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 20
Rekomendacje/podsumowanie Nowe budynki: (1) Jak najszybciej (2010/2011) znowelizować regulacje prawne dotyczące charakterystyki energetycznej nowych budynków 70 kwh/m2rok od 30 czerwca 2011r 50 kwh/m2rok* od 2015 r (pośredni cel Dyrektywy RECAST) 20 40 kwh/m2rok* od 2018/2020r * Wartości winny być zweryfikowane o ramową metodologię Komisji EU (2011) (2) Wprowadzić system zachęt ekonomicznych dla nowych budynków w charakterystyce energetycznej lepszej niŝ regulacje prawne. Dotyczy to równieŝ zastosowania OZE 21
Rekomendacje/podsumowanie cd. Budynki istniejące: (1) Dokonać przeglądu, zmodyfikować systemy wsparcia dla termomodernizacji istniejących budynków, w tym zbudowanie systemu dla budynków jednorodzinnych, mniejszych budynków (2) Wprowadzić kryterialne min. wartości charakterystyki energetycznej w projektach dofinansowanych systemami wsparcia: 100 kwh/m2rok (ogrzewanie + cwu) 70 kwh/m2rok* od 2015 r 30 40 kwh/m2rok* od 2020r (3) Dla wspierania częściowej termomodernizacji: - opracować katalog (typ/min jakość energetyczna, poziom dofinansowania itd.) indywidualnych przedsięwzięć oszczędności energii (np. Wymiana kotłów, okien, termoizolacja elementów przegród budynku) - uprościć ale i uściślić procedury oraz wprowadzić systemy kontroli i monitoringu 22
Dziękuję za uwagę Dziękuję za uwagę s.pasierb@fewe.pl 23