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 budynku Przedszkola w Raniżowie 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 budynku...4 Istniejąca instalacja grzewcza...5 Istniejąca instalacja elektryczna...5 Emisja CO2 w związku z funkcjonowaniem budynku...6 Analiza możliwości przeprowadzenia termomodernizacji budynku...7 Analiza możliwości zastosowania odnawialnych źródeł energii w budynku...8 Uwarunkowania wynikające z położenia budynku...8 Opis technologii poddawanych analizie...9 Opis techniczny proponowanych rozwiązań z zakresu OZE...10 Wykorzystanie ciepła ziemi do produkcji ciepła...10 Wykorzystanie ciepła powietrza do produkcji ciepła...12 Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej...13 Kosztorysy...17 Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej...17 Wykorzystanie ciepła ziemi do produkcji ciepła...17 Analiza ekonomiczna...18 Założenia wspólne...18 Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej...19 Wykorzystanie ciepła ziemi do produkcji ciepła...20 Wyliczenia efektu ekologicznego...21 Wnioski końcowe...24 2 Strona
Wstęp Przedmiot i cel opracowania Przedmiotem opracowania jest studium wykonalności w zakresie przeprowadzenia termomodernizacji i zastosowania odnawialnych źródeł energii na budynku przedszkola w miejscowości Raniżów, woj. podkarpackie. Celem opracowania jest przeanalizowanie możliwości wykonania prac termomodernizacyjnych i zastosowania odnawialnych źródeł energii w w.w. budynku oraz 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 poszczególnych rozwiązań, analizę możliwości przeprowadzenia termomodernizacji, analizę ekonomiczną dla technologii, których zastosowanie jest możliwe, obliczenie efektu ekologicznego. Podstawę techniczną do niniejszego opracowania stanowią: udostępnione przez Zamawiającego rzuty budynku, przeprowadzona inwentaryzacja budynku, uzgodnienia z Zamawiającym, uzgodnienia z Użytkownikiem budynku. Niniejsze opracowanie nie obejmuje: dokumentacji technicznej i budowlanej na potrzeby realizacji prac budowlanych lub uzyskania pozwolenia na budowę. 3 Strona
audytu energetycznego. Charakterystyka obiektu Budynek przedszkola w Raniżowie jest budynkiem murowanym, powstałym w latach pięćdziesiątych XX wieku. Aktualnie w budynku mieści się przedszkole prowadzone przez Podkarpacki Związek Byłych Pracowników PGR. Do przedszkola uczęszcza 37 dzieci, nad którymi opiekę sprawuje 4 pedagogów. Przedszkole posiada również własną kuchnię przygotowującą posiłki. Poza godzinami lekcyjnymi w budynku prowadzone są zajęcia w świetlicy. W budynku nie ma lokali mieszkalnych. Łączna powierzchnia budynku wynosi: 1057,78 m². Z czego ogrzewane jest: 381,50 m². Powierzchnia piwnic: 223,84 m². Powierzchnia poddasza / strychu: 402,94 m². Ze względu na zły stan techniczny systemu grzewczego oraz brak ocieplenia ścian (co skutkuje wysokimi kosztami eksploatacyjnymi), budynek przeznaczony jest do generalnego remontu w tym zakresie. Przegrody zewnętrzne budynku Ściany zewnętrzne budynku o grubości 55 cm murowane są z cegły i nie są ocieplone. Wartość współczynnika przenikania ciepła U dla takiej ściany wyniesie: U = 1 / R gdzie: R = d / ʎ W analizowanym przypadku: d grubość przegrody = 0,55 m ʎ współczynnik lambda dla cegły = 0,77 U = 1 / (0,55 / 0,77) = 1,39 Współczynnik ten jest w tym przypadku wielokrotnie 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 4 Strona
technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie Dz.U. 2002 nr 75 poz. 690 z późniejszymi zmianami). Strop budynku oddzielający strefę ogrzewaną od strefy nieogrzewanej (strych), ocieplony jest wełną mineralną o grubości 20cm. Wartość współczynnika przenikania ciepła U dla stropu wyniesie więc: d grubość przegrody = 0,2 m ʎ współczynnik lambda dla wełny mineralnej = 0,039 U = 1 / (0,2 / 0,039) = 0,19 Współczynnik ten spełnia więc aktualne wymagania co do izolacyjności stropodachów i stropów pod nieogrzewanymi poddaszami, które wymagają (zgodnie z przywołanym wyżej rozporządzeniem), aby współczynnik U był nie większy niż U=0,2. W budynku wymieniona została stolarka otworowa na okna i drzwi PCV z podwójną szybą zespoloną o współczynniku przenikania U = 1,1. Elementy te spełniają więc również minimalne parametry określone w przywołanych wcześniej przepisach. Istniejąca instalacja grzewcza W chwili obecnej budynek nie posiada instalacji centralnego ogrzewania. Ogrzewanie pomieszczeń realizowane jest za pośrednictwem lokalnych piecyków gazowych konwektorowych w poszczególnych pomieszczeniach (ok. 15-letnich brak danych dotyczących roku produkcji), podłączonych indywidualnie do sieci gazowej oraz układów kominowych. Dodatkowo w czasie mrozów pomieszczenia dogrzewane są nagrzewnicami elektrycznymi. Ciepła woda użytkowa przygotowywana jest w termie gazowej o pojemności 75 l. Ciepła woda użytkowa wykorzystywana jest wyłącznie na potrzeby kuchni i sanitariatów. W budynku brak jest instalacji cyrkulacyjnej c.w.u. Gaz wykorzystywany jest ponadto do gotowania posiłków. Zużycie gazu w budynku wynosi ok. 332 m³ / mc w sezonie grzewczym i 2147 m³ / rok. Istniejąca instalacja elektryczna Budynek podłączony jest do sieci elektroenergetycznej należącej do PGE Dystrybucja. Energia elektryczna zużywana jest na potrzeby oświetlenia (świetlówki energooszczędne) i zasilania sprzętu RTV wykorzystywanego do zajęć dydaktycznych (2 telewizory, komputer, rzutnik, magnetofon). Ponadto w kuchni znajdują się lodówka, zamrażarka i 5 Strona
zmywarka do naczyń. W okresach zimowych, w czasie mrozów budynek dogrzewany jest również nagrzewnicami elektrycznymi. Sumaryczne roczne zużycie energii elektrycznej w budynku wynosi ok 6200 kwh. Emisja CO2 w związku z funkcjonowaniem budynku W związku z funkcjonowaniem budynku zużywana jest energia elektryczna oraz paliwo gazowe. Roczne zużycie energii elektrycznej: ok. 6200 kwh Roczna zużycie paliwa gazowego: ok. 2200 m³ 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: 6200 kwh / 1000 = 6,2 MWh 6,2 MWh x 1041 kg / MWh = 6454,2 kg Emisję CO2 związaną ze zużyciem gazu określono zgodnie ze wskaźnikami opublikowanymi przez KOBIZE w opracowaniu Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO2 (WE) w roku 2011 do raportowania w ramach Wspólnotowego Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji za rok 2014, które dla paliwa gazowego wysokometanowego wynosi 55,82 kg / GJ przy wartości opałowej 35,94 MJ/m³. Roczna emisja CO2 powiązana z zużyciem paliwa gazowego: zużycie gazu 2200 m³ / rok wartość opałowa (WO) 35,94 MJ / m³ współczynnik emisji (WE) 55,82 kg / GJ 2200 m³ x 35,94 MJ / m³ = 79068 MJ 79068 MJ / 1000 = 79,07 GJ 6 Strona
79,07 GJ x 55,82 kg / GJ = 4413,68 kg Łączna emisja CO2 (emisja bazowa): 10867,88 kg / rok Analiza możliwości przeprowadzenia termomodernizacji budynku Ściany zewnętrzne budynku 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: gdzie: W analizowanym przypadku: d = Rʎ R = 1 / U U docelowy współczynnik przenikania ciepła = 0,25 R aktualny opór cieplny ściany = 0,714 R = 1 / 0,25 = 4 R wymagany opór cieplny warstwy izolacyjnej = 4 0,714 = 3,286 ʎ współczynnik lambda dla wełny mineralnej / styropianu = 0,039 d = 3,286 x 0,039 = 0,13 Minimalna wymagana grubość warstwy izolacyjnej wynosi 13 cm. 7 Strona
Analiza możliwości zastosowania odnawialnych źródeł energii w budynku Uwarunkowania wynikające z położenia budynku Budynek położony jest w miejscowości Raniżów, woj. podkarpackie, na działce nr 2304. Budynek położony jest w centrum miejscowości. W pobliżu budynku nie ma rzek czy też innych pływów wodnych. Brak jest również wód stojących oraz ujęć wody o dużej wydajności. Budynek położony jest na niewielkiej działce, niemniej jednak właściciel budynku (parafia w Raniżowie) posiada tereny na działkach sąsiednich. Dach budynku nie jest zacieniony. W poniżej tabeli przeanalizowano wpływ położenia budynku na możliwość wykorzystania poszczególnych rodzajów odnawialnych źródeł energii. Rodzaj źródła Uwarunkowania wynikające z położenia Uwagi Słońce produkcja ciepła Niekorzystne Brak możliwości spożytkowania energii w okresie wakacji letnich. Słońce produkcja energii elektrycznej Średnio korzystne Ekspozycja dachu wschódzachód; ograniczone możliwości montażu instalacji fotowoltaicznej na gruncie (plac zabaw). Wiatr Niekorzystne Budynek otoczony z czterech stron zabudowaniami, które osłaniają budynek i całą działkę od wiatru. Woda Niekorzystne Brak pływów wodnych na działce. Ciepło ziemi Neutralne Możliwość czerpania ciepła poprzez odwierty; zbyt mała powierzchnia działki na zastosowanie kolektora poziomego. Ciepło wody Niekorzystne Brak ujęcia wody o odpowiedniej wydajności na działce. Ciepło powietrza Neutralne Istnieje możliwość korzystania z ciepła powietrza. 8 Strona
Kogeneracja gazowa Niekorzystne Budynek posiada przyłącze gazowe, jednak brak jest stałego odbioru ciepła. Wnioski: Ze względu na niekorzystne uwarunkowania wynikające z lokalizacji budynku, niemożliwe jest wykorzystanie energii wiatru i wody do produkcji energii elektrycznej. Ze względu na brak stałego odbioru ciepła, niemożliwe jest wykorzystanie ciepła słońca i gazowej kogeneracji. Dalsza analiza możliwości zastosowania ww. technologii jest więc bezprzedmiotowa. Ze względu na korzystne lub neutralne uwarunkowania wynikające z lokalizacji budynku, w dalszej części niniejszego opracowania poddane zostaną analizie możliwości wykorzystania energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej, ciepła ziemi i powietrza 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. Ciepło ziemi ciepło niskotemperaturowe pozyskiwane z wnętrza ziemi za pośrednictwem sond umieszczonych w odwiertach o głębokości do 100m. Następnie energia cieplna niskotemperaturowa (ok. 0 +10 st C) zostanie przetworzona na energię cieplną wysokotemperaturową (ok. +25 +65 st C), przy niewielkim udziale energii elektrycznej zużytej do zasilania sprężarki pompy ciepła, w której następuje ten proces. Ciepło powietrza - ciepło niskotemperaturowe pochodzące z powietrza odzyskanego z wentylacji mechanicznej oraz pobranego z otoczenia. Energia cieplna niskotemperaturowa (ok. -5 +30 st C) zostanie przetworzona na energię cieplną wysokotemperaturową (ok. +25 +65 st C) przy niewielkim udziale energii elektrycznej zużytej do zasilania sprężarki pompy ciepła, w której następuje ten proces. 9 Strona
Opis techniczny proponowanych rozwiązań z zakresu OZE Wykorzystanie ciepła ziemi do produkcji ciepła Dla powierzchni grzewczej budynku wynoszącej ok. 380 m², na potrzeby niniejszego opracowania przyjmuje się, że zapotrzebowanie na moc grzewczą do budynku wyniesie docelowo 55 W/m² (po termomodernizacji). Do ogrzewania budynku potrzebna więc byłaby pompa ciepła o mocy ok. 21 kw. Ze względu na wymiary działki jedyną dostępną opcją jest wykonanie dolnego źródła ciepła w postaci odwiertów. Zadaniem odwiertów jest dostarczenie ciepła niskotemperaturowego w ilości wystarczającej na pokrycie różnicy pomiędzy mocą grzewczą pompy ciepła a mocą elektryczną pobieraną przez urządzenie: Moc pomp ciepła: 21 kw Moc elektryczna: 4,88 kw Moc dostarczana z gruntu: 21 kw 4,88 kw = 16,12 kw Do obliczeń przyjęto wartość energetyczną odwiertów na poziomie 50 W/mb. 16,12 kw = 16120 W / 50W/mb = 322,4 mb Uzyskaną wartość zaokrąglono do 322 mb 4 odwierty po ok. 80 mb każdy. Instalacja grzewcza budynku ogrzewanego pompą ciepła powinna być instalacją niskotemperaturową. Biorąc pod uwagę, że mamy do czynienia z istniejącym budynkiem, jedyną możliwością jest zastosowanie instalacji grzewczej na bazie klimakonwektorów. W układzie takim gruntowa pompa ciepła musi pracować w układzie z buforem wody grzewczej. 10 Strona
W wyniku przeprowadzonej symulacji za pomocą programu komputerowego AlphaPlan (w załączeniu do niniejszego opracowania), otrzymano następujące wyniki dla instalacji: Moc pompy ciepła: 21 kw Pojemność zasobnika c.w.u.: 300 l Drugie źródło energii: grzałki elektryczne Dolne źródło ciepła: odwierty Stopień pokrycia zapotrzebowania na c.o. i c.w.u. z pompy ciepła: 100 % Stopień pokrycia zapotrzebowania na c.o. i c.w.u. z grzałek: 0% Roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną do zasilenia pompy ciepła: 13646 kwh 11 Strona
Wykorzystanie ciepła powietrza do produkcji ciepła Dla powierzchni grzewczej budynku wynoszącej ok. 380 m², na potrzeby niniejszego opracowania przyjmuje się, że zapotrzebowanie na moc grzewczą do budynku wyniesie docelowo 55 W/m² (po termomodernizacji). Do ogrzewania budynku potrzebna więc byłaby pompa ciepła o mocy ok. 21 kw. W okresach o ekstremalnie niskich temperaturach pompa ciepła będzie dodatkowo wspomagana przez grzałki elektryczne. Przy pracy z pompą ciepła powietrze-woda, ze względu na konieczność odszraniania urządzenia w okresie zimowym, konieczne jest zastosowanie bufora ciepła niezależnie od rodzaju instalacji grzewczej w budynku. Bufor poza źródłem energii do odszraniania wymiennika ciepła pompy ciepła będzie pełnił również rolę magazynu ciepła; będzie mógł być nagrzewany w okresach dnia, w których energia elektryczna jest tania. W wyniku przeprowadzonej symulacji za pomocą programu komputerowego AlphaPlan (w 12 Strona
załączeniu do niniejszego opracowania), otrzymano następujące wyniki dla instalacji: Moc pompy ciepła: 21 kw Pojemność zasobnika c.w.u.: 300 l Drugie źródło energii: grzałki elektryczne Dolne źródło ciepła: odwierty Stopień pokrycia zapotrzebowania na c.o. i c.w.u. z pompy ciepła: 95,5 % Stopień pokrycia zapotrzebowania na c.o. i c.w.u. z grzałek: 4,5 % Roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną do zasilenia pompy ciepła: 26577 kwh Ze względu na dwukrotnie wyższe zużycie energii elektrycznej do produkcji ciepła z pompy powietrze-woda w porównaniu do pompy solanka-woda, zrezygnowano z dalszej analizy tego rozwiązania w ramach niniejszego opracowania. Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej W przyjętym wcześniej założeniu energia elektryczna produkowana w modułach fotowoltaicznych 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 wschodniej i zachodniej połaci 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 przedstawionego przez Użytkownika budynku zestawienia wynika, iż roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną wynosi ok. 6200 kwh. Dla tej wartości możliwy jest dobór optymalnej wielkości instalacji fotowoltaicznej, uwzględniając szacowane roczne uzyski (na podstawie bazy PV GIS Europe opracowanej przez Komisję Europejską, Joint Research Centre Institute for Environment and Sustainability Renewable Energies Unit): Raniżów, woj podkarpackie połać wschodnia Fixed system: inclination=35, orientation=-90 Month E d E m H d H m Jan 0.53 16.5 0.70 21.6 Feb 0.98 27.5 1.25 35.1 Mar 2.12 65.6 2.70 83.8 Apr 2.99 89.6 3.98 119 May 3.46 107 4.77 148 Jun 3.54 106 4.95 148 Jul 3.49 108 4.92 153 Aug 3.16 98.0 4.41 137 Sep 2.21 66.3 2.97 89.2 Oct 1.43 44.4 1.89 58.7 Nov 0.66 19.7 0.88 26.4 Dec 0.44 13.7 0.60 18.5 Yearly average 2.09 63.6 2.85 86.5 Total for year 763 1040 14 Strona
Raniżów, woj podkarpackie połać zachodnia Fixed system: inclination=35, orientation=90 Month E d E m H d H m Jan 0.53 16.3 0.69 21.5 Feb 0.97 27.3 1.25 35.0 Mar 2.10 65.2 2.70 83.8 Apr 2.97 89.0 3.98 119 May 3.44 107 4.77 148 Jun 3.52 106 4.95 148 Jul 3.47 108 4.92 153 Aug 3.14 97.3 4.41 137 Sep 2.20 65.9 2.97 89.2 Oct 1.43 44.2 1.89 58.7 Nov 0.65 19.6 0.88 26.3 Dec 0.43 13.5 0.59 18.4 Yearly average 2.08 63.2 2.84 86.5 Total for year 758 1040 Przy założeniu, że moduły fotowoltaiczne zostaną po równo rozłożone na obydwu połaciach (wschodniej i zachodniej), średnia produkcja energii z 1 kwp instalacji fotowoltaicznej wyniesie: 760,5 kwh/rok. Pmpp systemu fotowoltaicznego = 6200 kwh / rok / 760,5 kwh / kwp / rok = 8,15 kwp Zważywszy na fakt, iż moc pojedynczego modułu fotowoltaicznego wynosi 0,25 kwp, na potrzeby dalszej części niniejszego opracowania moc instalacji zaokrąglono w dół do pełnych modułów fotowoltaicznych czyli do 8 kwp po 4 kwp na każdą połać dachu. W przypadku realizacji instalacji grzewczej na bazie pomp ciepła, konieczne będzie zwiększenie mocy systemu fotowoltaicznego, aby mógł on wyprodukować również energię potrzebną do zasilenia pomp ciepła. Z symulacji wykonanej przez program AlfaPlan wynika, że dodatkowe zapotrzebowanie na energię elektryczną wyniesie w przypadku pomp gruntowych 13646 kwh / rok. Tak więc potrzebna moc systemu fotowoltaicznego wyniesie: Pmpp systemu fotowoltaicznego = 19846 kwh / rok / 760,5 kwh / kwp / rok = 26 kwp Planowany montaż instalacji po 13 kwp na każdej z połaci dachu. 15 Strona
Wyliczona moc instalacji kwalifikuje ją do mikroinstalacji. Niemniej jednak aby możliwe było jej przyłączenie do sieci na uproszczonych warunkach, konieczne będzie zwiększenie mocy umownej dla budynku do 26 kwp przed rozpoczęciem realizacji projektu. 16 Strona
Kosztorysy Kosztorysy opracowano na postawie średnich cen katalogowych urządzeń różnych producentów w roku 2014. 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 809,30 104 84167,20 zł Konstrukcja spodnia do montażu na dachu 182,09 104 18937,62 zł Okablowanie i rozdzielnia 550,00 1 550,00 zł Falownik 12 kw 9913,93 1 9913,93 zł Montaż koszty zryczałtowane materiał i robocizna 17000,00 1 17000,00 zł RAZEM KOSZT ZAKUPU NETTO VAT 23% RAZEM KOSZT ZAKUPU BRUTTO 130568,75 zł 30030,81 zł 160599,56 zł Wykorzystanie ciepła ziemi do produkcji ciepła Zakup pompy ciepła 21 kw Zasobnik c.w.u. 300l wraz z automatyką sterującą Wykonanie odwiertów o łącznej długości 320 mb Wykonanie magistrali od odwiertów do budynku z rozdzielaczem Montaż koszty zryczałtowane materiał i robocizna RAZEM KOSZT ZAKUPU NETTO VAT 23% RAZEM KOSZT ZAKUPU BRUTTO 45500 zł 6700 zł 38400 zł 3400 zł 8000 zł 102000 zł 23460 zł 125460 zł 17 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 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 zakupionej (wg taryfy G11 PGE): Cena energii Opłata dystrybucyjna Razem koszt brutto Taryfa całodobowa 0,2539 zł netto / kwh 0,2143 zł netto / kwh 0,5758 zł / kwh Ceny paliwa gazowego w przeliczeniu na kwh (wg taryfy W-3.6 PGNiG): Cena energii Opłata dystrybucyjna Razem koszt brutto Całodobowo 0,1197 zł netto / kwh 0,0292 zł netto / kwh 0,1831 zł / kwh 18 Strona
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") 2014 0,4 % 2013 0,1 % 2012 5,2 % 2011 7,9 % 2010 5,2 % Średnia 3,76 % Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej RAZEM KOSZT ZAKUPU NETTO VAT 23% RAZEM KOSZT ZAKUPU BRUTTO ww. dotyczy części instalacji niezbędnej do zastąpienia energii pobieranej z sieci 40174,80 zł 9240,20 zł 49415,00 zł Produkcja z systemu fotowoltaicznego wg symulacji 6084 kwh/rok Przyjęty współczynnik korekcyjny kosztu energii 3,76% Korzyść z korzyść z produkcji własnej energii* 0,444 zł netto / kwh Dochód ze sprzedaży energii: Netto Brutto W 1 roku eksploatacji 2701,30 3 322,59 zł W 2 roku eksploatacji 2802,86 3 447,52 zł W 3 roku eksploatacji 2908,25 3 577,15 zł W 4 roku eksploatacji 3017,60 3 711,65 zł W 5 roku eksploatacji 3131,06 3 851,21 zł W 6 roku eksploatacji 3248,79 3 996,01 zł W 7 roku eksploatacji 3370,95 4 146,27 zł W 8 roku eksploatacji 3497,69 4 302,16 zł W 9 roku eksploatacji 3629,21 4 463,93 zł W 10 roku eksploatacji 3765,67 4 631,77 zł W 11 roku eksploatacji 3907,26 4 805,92 zł W 12 roku eksploatacji 4054,17 4 986,63 zł W 13 roku eksploatacji 4206,60 5 174,12 zł W 14 roku eksploatacji 4364,77 5 368,67 zł W 15 roku eksploatacji 4528,89 5 570,53 zł RAZEM DOCHÓD NA PRZESTRZENI 15 LAT 53135,08 65 356,15 zł * przy założeniu, że 50% energii zostanie zużyta w czasie rzeczywistym na użytek własny, a 50% zostanie odebrane w ramach mechanizmu bilansowania. 19 Strona
Wykorzystanie ciepła ziemi do produkcji ciepła RAZEM KOSZT ZAKUPU INSTALACJI POMPY CIEPŁA BRUTTO RAZEM KOSZT ZAKUPU INSTALACJI FOTOWOLTAICZNEJ ŁĄCZNY KOSZT PRZEDSIĘWZIĘCIA BRUTTO ww. dotyczy części instalacji potrzebnej do produkcji energii dla pompy ciepła 131364 zł 111184 zł 242548 zł Koszty alternatywne wykonanie kotłowni gazowej kondensacyjnej Wysokosprawny, kondensacyjny kocioł gazowy o mocy ok 26 kw Automatyka pogodowa do sterowania kotłem Zasobnik c.w.u. 300l System kominowy ze stali kwasoodpornej o długości 11m Komin murowany o długości 13m Montaż koszty zryczałtowane materiał i robocizna Modernizacja wewnętrznej instalacji gazowej RAZEM KOSZT ROZWIĄZANIA ALTERNATYWNEGO NETTO VAT 23% RAZEM KOSZT ROZWIĄZANIA ALTERNATYWNEGO BRUTTO Faktyczny dodatkowy koszt inwestycji w pompy ciepła 6900 zł 1600 zł 2699 zł 1850 zł 2500 zł 5000 zł 9610 zł 30159 zł 6936,57 zł 37095,57 zł 94268,43 zł Roczne zapotrzebowanie na energię cieplną wg symulacji 60038 kwh/rok Przyjęty współczynnik korekcyjny kosztu energii 3,76% Porównanie rocznych kosztów eksploatacji Pompa ciepła Gaz W 1 roku eksploatacji 3673 12607,98 zł W 2 roku eksploatacji 3811,10 13082,04 zł W 3 roku eksploatacji 3954,40 13573,92 zł W 4 roku eksploatacji 4103,09 14084,30 zł W 5 roku eksploatacji 4257,36 14613,87 zł W 6 roku eksploatacji 4417,44 15163,36 zł W 7 roku eksploatacji 4583,54 15733,50 zł W 8 roku eksploatacji 4755,88 16325,08 zł W 9 roku eksploatacji 4934,70 16938,90 zł W 10 roku eksploatacji 5120,24 17575,80 zł RAZEM BRUTTO NA PRZESTRZENI 10 LAT 43610,76 149698,76 zł KOSZT INWESTYCJI W POMPĘ CIEPŁA KOSZT INWESTYCJI W KOTŁOWNIĘ GAZOWĄ RÓŻNICA W KOSZCIE INWESTYCYJNYM OSZCZĘDNOŚĆ Z EKSPLOATACJI POMPY CIEPŁA PO 10 LAT W PORÓWNANIU DO GAZU 242548 zł 37095,57 zł 205452,43 zł 106088,00 zł 20 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. 21 Strona
22 Strona
23 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. Dlatego obliczenia wykonano w przeliczeniu na m² powierzchni aktualnie ogrzewanej. W ujęciu całościowym, po przeprowadzeniu wszystkich analizowanych inwestycji, możliwa jest redukcja emisji o 11 t / rok, co daje redukcję o 110 t dla 10 letniego horyzontu inwestycyjnego. Redukcja o 4,65 t / rok (0,046 t / m² / rok) możliwa będzie dzięki zamianie kotłów na gazowe niskiej sprawności na pompę ciepła. Redukcja o 6,35 t / rok możliwa będzie dzięki montażowi elektrowni fotowoltaicznej. Elektrownia fotowoltaiczna wyprodukuje również energię potrzebną do zasilenia pomp ciepła, dlatego ich zastosowanie nie spowoduje zwiększonej emisji w związku ze zwiększonym poborem energii elektrycznej. Koszty inwestycyjne niezbędne do poniesienia celem wdrożenia OZE wynoszą: 197 193 zł netto / 242 548 zł brutto dla pompy ciepła wraz z instalacją fotowoltaiczną w części niezbędnej do produkcji energii elektrycznej do zasilenia sprężarki = 518,92 zł netto / m² (na potrzeby dalszych obliczeń kosztów przyjęto koszt na m², gdyż aktualnie realnie ogrzewana powierzchnia wynosi ok. 100 m², a docelowa po modernizacji pełne 380 m²). 40 174 zł netto / 49 415 zł brutto dla elektrowni fotowoltaicznej w części niezbędnej do produkcji energii elektrycznej zużywanej przez budynek. Koszt redukcji CO2 dla poszczególnych rozwiązań technologicznych przy 10 letnim horyzoncie inwestycyjnym wyniesie: Pompy ciepła 518,92 zł netto / m² / 0,46 t / m² = 1128,08 zł netto / t (1387,52 zł brutto / t). Elektrownia fotowoltaiczna 40 174 zł netto / 63,5 t = 632,66 zł netto / t (778,17 zł brutto / t). 24 Strona