TECHNOLOGIE ograniczania niskiej emisji Jerzy Żurawski
Dolnośląska Agencja Energii i Środowiska działa od 1999 roku w zakresie oszczędzania energii i ochrony środowiska w budownictwie mieszkaniowym, samorządowym oraz w przemyśle.. Właściciele: Dr arch. Agnieszka Cena Soroko: architekt, audytor energetyczny, ekspert Banku Światowego. Mgr inż. Jerzy Żurawski: inżynier budowlany, audytor energetyczny, Menager energetyczny wg CEM, uprawnienia europejskie ds. energii - Eurem,
Nasz obszar działania to wspomaganie energooszczędnych inwestycji opracowanie strategii i programów w zakresie: dotyczących oszczędzania energii wykonywania audytów energetycznych wykonywania audytów efektywności energetycznej opracowania planów gospodarki niskoemisyjnej
Jak ograniczyć Zmniejszyć popyt emisję? zmniejszenie populacji zmiana stylu życia efektywność zużycia energii Zwiększyć podaż innymi sposobami Konwersja paliw?
Konwersja paliwa
Emisja CO2 12 10 8 6 4 2 0
Emisja SO2 12 10 8 6 4 2 0
Emisja NOx 12 10 8 6 4 2 0
Emisja pyłów 12 10 8 6 4 2 0
Zmniejszenie emisji przez zmniejszenie zużycia energii w Ocieplenie ścian budynkach Ocieplenie dachu Ocieplenie podłogi na gruncie Wymiana stolarki Poprawa efektywności energetycznej wentylacji Poprawa efektywności energetycznej c.o.
Najlepsze dostępne technologie niskowęglowe z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii możliwe do wdrożenia na terenie gminy Wrocław z oceną ekonomiczną i ekologiczną płynącą z ich wykorzystania
Definicja: technologia niskowęglowa Low-carbon energy technologies zgodnie z European Strategic Energy Technology Plan (SET-Plan Niskowęglowe technologie obejmują technologie, które przy wytwarzaniu energii emitują mniej dwutlenku węgla w stosunku do tradycyjnych technologii opartych na paliwach kopalnych takich jak: wszystkie odmiany węgla, oleju oraz gazu. Niskowęglowe technologie (wytwarzania energii) opierają się o odnawialne zasoby energii takie jak: energia słońca, energia wiatru, bioenergia biomasa, energia wody lub umożliwiają zrównoważone wykorzystywanie paliw kopalnych np. przez wychwytywanie i gromadzenie dwutlenku węgla.
Definicja: technologia niskowęglowa Niskowęglowe technologie technologie wykorzystujące odnawialne źródła energii, energie atomową, ogniwa paliwowe. Niskowęglowe technologię - technologie mające wpływ na poprawę efektywności energetycznej sieciach energetycznych, budownictwie i transporcie. Niskowęglowe technologie wytwarzania energii oparte o paliwa kopalne z wysoką efektywnością energetyczną,. Technologie niskowęglowe to takie technologie jak: CCS, fotowoltaika, energetyka wiatrowa morska, biomasa, samochody elektryczne, ogniwa paliwowe, zintegrowane pompy ciepła, systemy magazynowania ciepła, przesył stałoprądowy z jednoczesnym wprowadzeniem ogólnie obowiązujących standardów. Do tej grupy można by zaliczyć również tradycyjne technologie spalania drewna.
Technologie niskowęglowe Racjonalizacja energii cieplnej Architektura słoneczna czy domy pasywne Termomodernizacja - ocieplenie przegród materiały LCA Efektywność zasilania Modernizacja instalacji c.o. i c.w.u Modernizacja wentylacji Modernizacja źródła zasilania Kogeneracja Kolektory słoneczne Pompy cieplne Zwiększenie sprawności zarządzania oraz sprawności urządzeń grzewczych i elektrycznych Zieleń, jako element zmniejszający emisję CO2 oraz zużycie energii
Zwiększanie powierzchni zieleni zwiększa komfort klimatyczny otoczenia oraz w samym budynku. Proponuje się wykonywanie odpowiednich nasadzeń wokół budynków oraz dla rolne zwiększenia Użytki w ha we Wrocławiupowierzchni na dachach 12 900 oraz ścianach Lasy i zadrzewienia w ha 1670 Tereny rekreacyjne w ha 1700 RAZEM w ha 16270 Pochłanianie CO 2 w tonach 74679,3 Średnia emisja CO 2 ton/1 mieszkańca w Polsce Uśredniona ilość CO 2 we Wrocławiu 8,34 5 270 880 Udział procentowy redukcji emisji przez zieleń 1,41 % Jednostkowy koszt redukcji CO2 [zł/mg] 871,46
Analiza zastosowania technologii niskowęglowych dla przedszkola we Wrocławiu
Analiza zastosowania technologii niskowęglowych dla przedszkola we Wrocławiu na c.o. na c.w.u. oświetlenie energia pom. Razem [kwh/m2 rok] [kwh/m2 rok] [kwh/m2 rok] [kwh/m2 rok] [kwh/m2 rok] EU - energię użytkową 304,55 25 EK - energię końcową 380,68 37,88 44 6,51 469,07 EP - nieodnawialną energię pierwotną 304,55 30,3 132 19,52 486,37 Zapotrzebowanie na energię 329,55
Energia użytkowa EU Energia końcow a EK Energia pierwotn a EP
Analiza wielokryterialna zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju Analiza ekonomiczna Analiza ekologiczna Analiza techniczna Analiza energetyczna
Zrównoważony rozwój w budownictwie Zmniejszenie materiałochłonności w Zachowanie Efektywne Zmniejszenie budownictwie zasobów naturalnych wykorzystanie surowców obciążenia środowiska Udział energii ze źródeł odnawialnych Energia dla użytkowania budynków Energochłonność produkcji materiałów Unikanie wytwarzania niebezpiecznych odpadów Stosowanie materiałów o pozytywnej ocenie środowiskowej surowce odnawialne Emisja gazów LCA analiza Zmniejszenie zużycia wody do działalności gospodarczej Zwiększenie efektywności technologii Stosowanie zamkniętych obiegów wody
Obszar działania: Analiza obejmuje zagadnienia w zakresie: 1. Izolacji termicznej przegród budowlanych 2. Rozwiązania w zakresie stolarki budowlanej 3. Wentylacji 4. Instalacji centralnego ogrzewania 5. Instalacji ciepłej wody 6. Wytwarzania energii 7. Oświetlenia
Wybór materiału ociepleniowego
Rodzaj jednostka Wskaźnik emisji CO2 związanej z produkcją Wskaźnik emisji CO2 związanej z transportem Wskaźnik emisji CO2 związanej z produkcją i transportem Wełna Izolacja na Wełna mineralna bazie lnu celulozowa kamienna Wełna szklana Wełna szklana nowej generacji PureOne Polistyren z Polistyren dodatkiem tradycyjny grafitu kg/m3 127,20 52,80 39,60 31,20 24,96 32,76 32,76 kg/m3 7,98 14,00 10,90 8,94 8,94 6,30 6,30 kg/m3 135,18 66,80 50,50 40,14 33,90 39,06 39,06 Bilans emisji CO2 wynikająca z ocieplenie ścian i dachu oraz emisją związana z produkcją materiału, transportem oraz termoizolacyjnego po pierwszym roku eksploatacji Mg 12 10 8 6 4 2 0
Zmiany emisji CO2 na etapie produkcji i eksploatacji budynku 12 10 8 6 4 2 0
Analiza przedszkola 1. 2. 3. 4. Docieplenie ścian i dachu Wentylacja mechaniczna z automatycznym strowaniem Modernizacja źródła ciepła: węzeł, kotłownia gazowa, pompa ciepła, kotłownia na biomasę, Modernizacja ciepłej wody: węzeł, kotłownia gazowa, pompa ciepła,
Chart Title 12 10 8 6 4 2 0
Procentowa oszczędność energii pierwotnej QP w % 12 10 8 6 4 2 0
Chart Title 12 10 8 6 4 2 0
Ocena opłacalności rozwiązań niskowęglowych dla przedszkola SPBT [lata] 12 10 8 Izolacja cieplna System grzewczy trwałość trwałość 6 4 2 0 trwałość trwałoś ć
Zestawienie prostego czasu zwrotu poniesionych nakładów SPBT oraz opłacalnej trwałości T/SPBT 12 10 8 6 4 2 0
Redukcja CO2 w odniesieniu do energii końcowej i nieodnawialnej pierwotnej [Mg/rok] 12 10 8 6 4 2 0
Porównanie kosztów reduckji CO2 w odniesieniu do energii końcowej i nieodnawialnej pierwotnej 12 10 8 6 4 2 0
Rodzaj ulepszenia Lp. Koszty redukcji Koszty redukcji CO2 w CO2 w T-trwaość SPBT, odniesieniu do odnienieniu do maksymal T/SPBT lata energii energii na końcowej pierwotnej zł/(kg m2) zł/(mg m2) 1 Ocieplenie ścian i dachu 10,43 25,00 2,40 15,782 16,8 2 Wymiana stolarki 10,70 25,00 2,34 15,12 18,9 3 Wentylacja mechaniczna 2,11 10,00 4,73 2,98 3,93 4 Węzeł cieplny + modernizacja c.o. 2,75 15,00 5,45 3,89 4,800 5 Kotłownia gaz. kondens. + modern. c.o. 6,32 15,00 2,37 102,5-7,364 6 Kotłownia na pellets+ modernizacja c.o. 9,75 15,00 1,54 4,86 4,728 7 Ppompy ciepła +modernizacja c.o. 10,33 20,00 1,94 42,57-12,799 8 Kotłownia na bio-olej + modernizacja c.o. 31,14 15,00 0,48 2,55 2,477 9 Kotłownia na węgiel + modernizacja c.o. 8,48 15,00 1,77-24,09-4,807 10 Koletory słoneczne 38,51 20,00 0,52 11 Kolektory fotowoltaiczne 27,5 30,0 1,09 12 CHP- produkcja skojarzona energii 7,4 15,0 2,02 12 Oświetlenie 1,54 4,00 2,60 brak redukcji CO2 brak redukcji CO2 33,34 33,34 1,38 0,459
Wnioski Modernizacja instalacji c.o. powinna być poprzedzona zmniejszeniem zapotrzebowania na energię użytkową Czas zwrotu poniesionych nakładów nie powinien przekraczać (okresu amortyzacji) dla elementów budowlanych (okna, ściany dach ) 10-12 lat, dla wentylacji 5-7 lat, dla
Przykłady poprawy efektywności energetycznej w budownictwie
Przykłady zrealizowanych termomodernizacji
Przykłady 1 Poprawa efektywności w szkole wiejskiej z zastosowaniem biomasy
Stan początkowy
Po termomodernizacji
Po termomodernizacji
Efekt ekonomiczny
Przykład 2 - Szczawno Zdrój Program poprawy efektywności energetycznej wybranych budynków w gminie Szczawno Zdrój.
Program obejmował 25 budynków 5 obiektów Domów Pomocy Społecznej składających się z 7-miu budynków o pow. ogrzewanej 8 074 m2 i kubaturze ogrzewanej 30 994 m3 1 budynek administracyjny o pow. ogrzewanej 629 m2 i kubaturze ogrzewanej 1 887 m3 7 obiektów szkół składających się z 9-ciu budynków o pow. ogrzewania 19 852 m2 i kubaturze ogrzewanej 81 760 m3
Efekty Zmniejszenie sezonowego zapotrzebowania na ciepło z 37 210 GJ/rok na 17 388 GJ/rok czyli o 52,5 % Spadek zapotrzebowania na moc cieplną z 3 627 kw na 2 166 kw czyli o 40,3 %. Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło EU zmniejszył się z 321 do 152 kwh/m2/a, czyli o 52,6% Poprawa sprawność instalacji c.o. zwiększy się o 17 % z 67% do 84% Poprawa sprawność systemu c.w.u zwiększy się
Efekt ekonomiczny Efekt ekonomiczny Roczne oszczędności kosztów energii wynoszą 914 930 zł Jednostkowy koszt ogrzewania zmniejszy się z ok.. 3 do 2 zł/m2/m-c, czyli o 33%. Opłata za podgrzanie 1 m3 ciepłej wody użytkowej zmniejszy się średnio z 12,0 zł na 11,0 zł, czyli o 8,3 %
Przykład 3Powiat Dzierżoniowski Program termomodernizacji budynków powiatowych.
Program obejmował termomodernizację: 4 obiektów Domów Pomocy Społecznej składających się z 8 miu budynków o pow. ogrzewania 14 422 m2 i kubaturze ogrzewanej 63 704 m3 4 obiektów Schronisk i Domów Wczasów Dziecięcych składających się z 6 ciu budynków o pow. ogrzewania 4 450 m2 i kubaturze ogrzewanej 16 548 m3 4 obiekty administracyjne w 5-ciu budynkach o pow. ogrzewania 3 499 m2 i kubaturze ogrzewanej 13 343 m3
Zakres i koszty Wszystkie obiekty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Docieplenie ścian zewnętrznych Docieplenie dachów, stropodachów Docieplenie stropów nad piwnica Wymiana okien Modernizacja wentylacji Modernizacja c.o. Montaż zaworów podpionowych i term. Modernizacja c.w.u Montaż kolektorów słonecznych Wymiana kotłowni, automatyka pogodowa RAZEM F [m2] 26 519 42 902 2 011 12 261 534 Koszt [zł] 3 247 544 3 843 486 129 499 8 083 907 985 000 3 621 787 1 059 133 983 557 1 347 280 2 009 900 25 575 583
Efekty termomodernizacji Efekt ekonomiczny Zmniejszenie sezonowego zapotrzebowania na ciepło obiektów z 178 214,2 GJ/rok na 82 732,7 GJ/rok czyli o 53,6 % Spadek zapotrzebowania na moc cieplną z 9 010 kw na 3 064 czyli o 66 %. Wskaźnik sezonowego
Efekt ekonomiczny Roczne oszczędności kosztów energii wynoszą: 3 419 184 zł Jednostkowy koszt ogrzewania zmniejszy się z 5,1 do 2,4 zł/m2/m, czyli o 53%. Opłata za podgrzanie 1 m3 ciepłej wody użytkowej zmniejszy się średnio z 12,8 zł na 11,22 zł, czyli o 12,5 % Przy realizacji inwestycji w wysokości 25 620 664 zł prosty czas zwrotu poniesionych nakładów SPBT=7,49 lat, NPV15 = 7 431 330 zł a IRR = 10,3% przy założeniu stopa dyskonta 6 % oraz 15 lat korzystania z efektów.
rzykłady termomodernizacji szkoła w Jugowicach
Przykłady termomodernizacji Szkoła w Ścinawie
Przykłady termomodernizacji szkoła w Kłodzku
Przykłady termomodernizacji- szkoła w Kłodzku
Przykład głębokiej termomodernizacji Sustainable buildings
Technikum budowlane niemal zero-energetyczne w Bielawie
Stan początkowy
Zużycie oraz produkcja energii z OŹE
1,9 kwh/m2rok
Osiedle z wielkiej płyty 1. 2. Pierwotna częściowa termomodernizacja. Wtórna termomodernizacja głęboka termomodernizacja.
Analizę przegród budowlanych w budynków osiedla wielkiej płyty 1. 2. 3. 4. Ściana podłużna 0,315 W/m2K (bez wpływu mostków cieplnych), Ściana podłużna - ekran 0,427 W/m2K (bez wpływu mostków cieplnych), Ściana podłużna - loggia 0,381 W/m2K (bez wpływu mostków cieplnych), Ściana szczytowa 0,58 W/m2K (bez
Zaobserwowane wady pierwotnej termomodernizacji
Wpływ mostków liniowych występujących na elementach U konstrukcyjnych budynku U U skorygowane Rodzaj przegrody stropodach ściana podłużna ściana podłużna E ściana szczytowa ściana podłużna Strop nad piwnicą Razem wartości średnie [W/m²K] 0,303 0,315 0,427 0,58 0,381 0,62 A [m²] 858 1099,2 87 308 216 858 0 0,72 0,07 0,08 0,38 0 o mostki [W/m²K] 0,303 1,040 0,496 0,655 0,762 0,62 3426,2 0,265 0,68 [W/m²K]
Założenia głębokiej termomodernizacji Proponowana termomodernizacja wraz z rewitalizacją budynku, wpłynie bardzo korzystnie na poprawę charakterystyki energetycznej budynku, na zmianę wartości rynkowej nieruchomości oraz poszczególnych lokali. Dla optymalnych parametrów izolacyjnych ścian podłużnych oraz
Zestawienie charakterystyk energetycznych typowych mieszkań i budynków w zależności od położenia przed termomodernizacją Powierzchn Energia Energia Energia ia użytkowa końcowa EP mieszkania EU EK energia na ogrzewanie i wentylację Typ Lokalizacja m2 kwh/m2k Koszty ogrzewa nia [zł/m2mc ] kwh/m2k kwh/m2k Budyne całość Bobrza 28-44 12856,5 koszty 50,49 po59,65 45,93 1,07 Szacunkowe obliczeniowe k Budyne całość Niedźwiedzia termomodernizacji z uwzględnieniem wartości 3300,5 66,01 77,98 60,05 1,40 k 52-61 optymalnych U oraz minimalizacją wpływ mostków Powierzchn Energia Energia Energia cieplnych ia użytkowa końcowa EP mieszkania EU EK energia na ogrzewanie i wentylację Typ Budyn ek Lokalizacja całość Bobrza 28-44 m2 kwh/m2k 12856,5 26,49 Koszty ogrzewa nia [zł/m2mc ] kwh/m2k kwh/m2k 31,30 24,10 0,56
Zmniejszenie zużycia energii w poszczególnych mieszkaniach w Zmniejszenie Energia zależności odkońcowa położenia Energia zużycia Typ M1 M1 M1 M1 M2 M3 M1 M2 M3 M1 M2 M3 Lokalizacja Skrajne nad piwnicą Skrajne na pośredniej kondygnacji Skrajne na ostatniej kondygnacji Środkowe na piwnicą na parterze na parterze Środkowe na kondygnacji Środkowe Środkowe Środkowe na ostatniej kondygnacji ostatnia kondygnacja ostatnia kondygnacja końcowa EK1 energii końcowej kwh/m2k 199,30 kwh/m2k 61,54 [%] 69% 121,81 28,57 77% 145,24 102,16 117,82 85,20 61,74 47,33 50,58 67,46 60,57 45,74 49,87 25,83 22,65 18,60 54% 41% 61% 41% 58% 52% 63% 97,86 52,87 46% 84,77 84,62 46,38 29,36 45% 65% EK0
Rewitalizacja wielkiej płyty wraz z głęboką termomoderniz acją
Rewitalizacja wielkiej płyty wraz z głęboką termomoderniz acją Oszczędności [zł/rok] SPBT [lata] 45 409 11,88
Przykład głębokiej termomodernizacji budynków osiedla z wielkiej płyty
Wprowadzenie falowników do silników Minimalna wartość białych certyfikatów 59,83 toe - 53 847 zł Minimalna wartość białych certyfikatów 124,67 toe - 112 23zł
Instalacja CHP Minimalna wartość białych certyfikatów 1007,08 toe - 907 020 zł Minimalna wartość białych certyfikatów 300,43 toe 270 038 zł
Szacunkowe korzyści uzyskane z poprawy efektywności energetycznej uzyskane w latach 1999-2012 Rodzaj mieszkalne i użyteczności publicznej Zakłady produkcyjne Wyższe uczelnie RAZEM Łączna łączna ilość powierzchni obiektów a użytkowa Łączna kubatura Łączne oszczędności Redukcja CO2 energii szt. m2 m3 [GJ] [ton] 1 020 3 054 900 9 989 523 1 483 032 136 895 21 136 500 546 000 245 700 22 680 3 26 820 93 870 11 801 1 089 1 044 3 218 220 10 629 393 1 740 533 160 665
Budowa nowych niskoenergetycznych, pasywnych lub niemal zero energetycznych budynków
Energia pierwotna EP Typ budynku Szkoła zgodnie z minimalnymi wymaganiami prawnymi na węgiel Szkoła o pasywnej charakterystyce energetycznej Oszczędności energii [%] EPc.o. na EP Cool. EP pom ogrzewani na EP c.w.u. na EP L na energia ei chłodzeni ciepłą wodę oświetlenie pomocnicza wentylację e EP [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] 333,31 16,29 98,09 266,16 62,03 775,88 24,94 46,80 24,25 115,81 31,01 242,81 93% -187% 75% 56% 50% Budynek spełniający minimum prawne WT2008 69% Budynek o pasywnej charakterystyce energetycznej
Fierst Zero Energy School in Poland? In community Stoszowice EU = 3,16 kwh/m2year, EK = 0,92 kwh/m2year
Niniejszy materiał został opublikowany dzięki dofinansowaniu Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w ramach projektu "Od niskiej emisji do wysokiej jakości powietrza". Projekt realizowany jest przez Stowarzyszenie Ekologiczne EKO-UNIA, w partnerstwie ze społeczną inicjatywą na rzecz czystego powietrza Dolnośląski Alarm Smogowy oraz z Fundacją Ekorozwoju. Za treść materiału odpowiada wyłącznie Stowarzyszenie Ekologiczne EKO-UNIA.
Dziękuję za uwagę
DOLNY ŚLĄSK NIE DO POWIEDZENIE,...DO ZOBACZENIA,