Řádné posuzování úspor podle IPMVP

Transkript

1 Řádné posuzování úspor podle IPMVP Pavel Sitný, Vladimíra Henelová, Helena Bellingová , ENVIROS, s.r.o.

2 Úvod do problematiky měření a verifikace Pavel Sitný, , ENVIROS, s.r.o.

3 Obsah Historie IPMVP Představení EVO Motivace k M&V Metodika IPMVP v kostce (pojmy, logika, požadavky) Využitelnost M&V v praxi Varianty M&V

4 IPMVP International Performance Measurement and Verification Protocol 1993 US DoE snaha o sjednocení přístupu k EE podpořit investice do EE Snížit transakční náklady EE projektů 1997 publikace 1. verze NEMVP 2001 DoE přenáší odpovědnost za IPMVP na EVO Protokol je postupně zdokonalován (nyní 8. vydání) a překládán do dalších jazyků

5 IPMVP dokumenty IPMVP - Základní principy IPMVP 1. svazek - Metody a postupy stanovování úspor IPMVP 2. svazek - Zkvalitňování vnitřního prostředí IPMVP 3/1 svazek - Úspory energie v nové výstavbě IPMVP - 3/2 svazek Úspory energie využitím OZE IPMVP Dodržování základních pravidel IPMVP Statistika a nejistota a další

6 Efficiency Valuation Organization Samofinancovaná nezisková organizace Podporovaná předplatiteli Mandát Vize Podporovat odbornou veřejnost a investory v EE Utvářet svět v němž hraje energetická účinnost roli spolehlivého udržitelného zdroje energie Mise Zasazovat se o správné měření a vyhodnocování výsledků projektů v oblasti energetické účinnosti a udržitelnosti

7 EVO, IPMVP Dokumenty, CMVP Web Knihovna dokumentů CMVP školení a certifikace

8 Obsah IPMVP Nastavuje rámec a definuje podmínky při stanovování úspor po implementaci projektu. Specifikuje témata, která mají být řešena v plánu M&V konkrétního projektu. Umožňuje flexibilitu při vytváření plánů M&V při dodržování zásad: přesnosti, kompletnosti, konzervatismu, konzistence, relevantnosti a transparentnosti.

9 Přínosy IPMVP Definuje standardní, odbornou veřejností akceptované a prověřené přístupy k měření úspor Poskytuje vodítko při volbě kompromisu mezi přesností a náklady na měření Pomáhá obchodním stranám vytvořit transparentní a opakovatelné podmínky smlouvy se zaručeným výsledkem a obchodování s emisemi s ohledem na finanční vypořádání úspor Neustále se zdokonaluje a postihuje nové možnosti a trendy v oboru EE Aktuální dokumenty jsou na webu EVO volně dostupné

10 M&V Měření a Verifikace Cílem je získat důkaz o efektivnosti EE projektu Dodržení podmínek definovaných IPMVP posiluje důvěryhodnost důkazu zjednodušuje posouzení správnosti způsobu stanovení přínosů EE projektu

11 Motivace k M&V Zlepšit návrh, provoz a údržbu Maximalizovat energetické úspory, minimalizovat náklady Zdokumentovat finanční transakce Zvýšit úroveň financování energeticky úsporných projektů Doložit odchylky od energetického rozpočtu Zvýšit hodnotu emisních kreditů Podpořit hodnocení regionálních energeticky úsporných programů Poučit uživatele objektu o jejich vlivech na spotřebu energie Zlepšit skóre v systémech hodnocení udržitelného rozvoje, jako je např. LEED.

12 Rozsah možností M&V Žádné M&V Úspora transakčních nákladů Více prostředků na EE projekt K.I.S.S. (M&V bez M, pouze V) Jednoduché Kompletní M&V Maximalizace úspor Transparentnost Záruky za dosažené výsledky Udržitelnost úspor Obchodníci s emisemi

13 Stanovení úspory Úspory představují nespotřebovanou energii. Nemůžeme měřit to, co nemáme. Neměříme úspory! Měříme spotřebu energie. Analyzujeme změřenou spotřebu energie, abychom stanovili úspory.

14 Stanovení úspory

15 Základní rovnice IPMVP ÚSP = SPO před SPO po +/- Úpravy (#1) ÚSP Vykázané úspory za libovolné období SPO před spotřeba energie ve výchozím období SPO po spotřeba energie ve vykazovaném období Odkaz: IPMVP, svazek I, 2014, kap. 4.1

16 Úpravy Příklad toho, proč jsou nutné úpravy: Byla provedena energetická rekonstrukce, ale rovněž výroba podniku byla letos vyšší než v loňském roce. Jak velkého výsledného snížení nákladů bylo dosaženo díky rekonstrukci, a jak velký vliv měla změny výroby?

17 Srovnatelné podmínky Měření úspor vyžaduje srovnání jablek s jablky Pro objektivní srovnání upravujeme spotřebu energie ve výchozím a vykazovaném období na stejné podmínky.

18 Úspory nebo Nerealizovaná spotřeba? Spotřebitelé energie obvykle chtějí vědět, jak by vypadaly jejich náklady na energii, kdyby bývali nepřijali energeticky úsporné opatření. Chtějí vědět, jakou spotřebu energie a jaké náklady nerealizovali. Pro vykázání nerealizovaných nákladů technici provádějící M&V upraví spotřebu energie ve výchozím období podle podmínek vykazovaného období.

19 Normalizované úspory Pro vykázání normalizované úspory technici provádějící M&V upraví spotřebu energie ve výchozím i vykazovaném období na stejné fixní podmínky. V každém případě je nutné přesně specifikovat jakým způsobem dosaženou úsporu hodnotíme Pouhé konstatování úspora... nestačí!

20 Složitost úprav Úpravy mohou být jednoduché nebo složité. Komplexnost úprav se odvíjí od rozpočtu na M&V Závisí na: potřebě přesnosti složitosti faktorů ovlivňujících spotřebu energie rozsahu realizovaných úsporných opatření

21 Nezávislé proměnné Veličiny popisující vnější děje s významným vlivem na spotřebu energie Identifikace nezávislých proměnných Měří se před i po realizaci projektu Jsou základem pro provádění úprav Například jde o : Meteorologické podmínky (nejčastěji denostupně) Objem a sortiment výroby Využití budovy apod.

22 Statické faktory Parametry, jejichž změna se po realizaci projektu nepředpokládá, kdyby k ní ale došlo, měla by významný vliv na hodnocenou spotřebu energie Je důležité je pečlivě dokumentovat již před realizací projetu pro případy uplatnění nesta Například jde o Štítkové údaje významných spotřebičů energie Informace o stavu, rozsahu a využití budovy Informace o parametrech výrobků Informace o výrobních postupech apod.

23 Hranice systému

24 Základní varianty IPMVP Měření oddělené rekonstrukce Měří se pouze vliv rekonstrukce Úspory nejsou ovlivněny změnami mimo hranici systému Obvykle je nutné pořídit nové měřidlo Úpravy mohou být jednoduché Měření celého objektu Měření ovlivňují všechny vlivy v objektu Rekonstrukce a další změny (plánované a neplánované) Často se používá měřidlo dodavatele energie Úpravy mohou být složité

25 Výběr vhodné varianty Chcete-li řídit celkovou spotřebu energie objektu Zvolte metodu měření celého objektu. Chcete-li hodnotit konkrétní rekonstrukci Zvolte metodu měření oddělené rekonstrukce.

26 Oddělená rekonstrukce Varianta A oddělená rekonstrukce: měření klíčových parametrů Varianta B oddělená rekonstrukce: měření všech parametrů

27 Klade menší nároky na M&V náklady Zaměřuje M&V na parametr ovlivněný projektem Větší míra nejistoty v odhadovaném parametru Všechny strany musí míru nejistoty spojenou s odhadem akceptovat Varianta A klíčové parametry

28 Porovnává se naměřená spotřeba před a po realizaci projektu Z hlediska M&V nejpřesnější a nejjednodušší varianta Obvykle jednodušší úpravy Často vyžaduje doplnění měření Vyšší náklady na M&V Varianta B všechny parametry

29 Vyhodnocuje se změna spotřeby na hranici objektu Umožňuje využití patních měřidel Náročnější na postižení změn všech parametrů Složitější úpravy Jednodušší analýza interaktivních vlivů Varianta C celý objekt Vhodné pro rozsáhlejší projekty s významným vlivem na spotřebu energie a/nebo vody

30 Vyhodnocuje se rozdíl výsledků kalibrovaného matematického modelu simulujícího stav předmětu simulace před a po provedení změn Umožňuje provedení M&V i v případě nedostupných dat z měření výchozího období Náročná na zkušenosti s kalibrovanou simulací Náročná na softwarové vybavení Varianta D - simulace

31 Shrnutí variant IPMVP Protokol IPMVP definuje čtyři varianty M&V: A, B, C a D Varianty představují generické metody M&V určené pro projekty zaměřené na úsporu energie a vody. Čtyři varianty poskytují řadu postupů stanovování energetických úspor, vyhovujících charakteristickým rysům realizovaných projektů a požadovanou rovnováhu mezi vykazováním přesnosti a nákladů.

32 Úvod do problematiky měření a verifikace 2. část

33 Obsah Varianta A Varianta B Varianta C Výběr vhodné varianty Plán měření a verifikace

34 M&V Příklad 1 Komplexní rekonstrukce administrativní budovy Energeticky úsporná opatření Prostá doba návratnosti (roky) Rekonstrukce osvětlení 4,5 Energeticky úsporné motory 5,6 Modernizace vytápění, větrání a klimatizace 5,4 Regulační systém 3,4 Snížení netěsností budov 2,1 Vzdělávání a informovanost 0,5

35 Varianta C celý objekt Zvolená varianta C pro posouzení celkové úspornosti Použít data z měřicích přístrojů dodavatelů energie (plynoměrů a elektroměrů). Analyzovat výchozí data z plynoměru ve vztahu k počasí pro stanovení správných úprav s ohledem na počasí. Počasí bude vyjádřeno v denostupních vytápění (D ). Vy vypočtete úspory za dva měsíce.

36 Odbočka Možnosti úprav Standardní úpravy zahrnují: nezávislé proměnné, výchozí modely a standardní výpočty ustanovené v plánu M&V Nestandardní úpravy jsou rovněž nutné, protože statické faktory nejsou statické. Nestandardní úpravy se běžně nazývají jednoduše úpravy výchozího stavu

37 Varianta C - Výchozí data Datum odečtu Spotřeba plynu Denostupně vytápění únor 5, 2016 Nm 3 DST březen 5, duben 7, květen 6, červen 5, červenec 7, srpen 7, září 5, říjen 6, listopad 6, prosinec 4, leden 6, únor 5, Celkem

38 Plyn (Nm3/měsíc) Varianta C - Model výchozího stavu y = x Denostupně (DST/měsíc)

39 1. Zaznamenat aktuální počasí (D ) Varianta C postup verifikace 2. U každého měsíce po rekonstrukci vypočítat pomocí D začleněného do modelu výchozího stavu, jaká by bývala byla výchozí spotřeba plynu Spotřeba plynu = 173,27 * D Porovnat vypočtenou výchozí spotřebu plynu se skutečnou spotřebou plynu ve vykazovaném období ke stanovení nerealizované spotřeby plynu. 2. Použít současnou cenu dodavatele plynu pro výchozí i současnou spotřebu pro vypočtení nerealizovaných nákladů.

40 Varianta C Grafická prezentace úspor Plyn (Nm3/měsíc) Denostupně (DST/měsíc)

41 Datum odečtu Varianta C - Výpočty Upravený výchozí stav Skutečná data po Úspory Základní Citlivost rekonstrukci spotřeba na DST CZK/Nm3 Celkem Spotřeba DST Faktory Plyn CZK/Nm3 (Nm3) Nm ,27 6,23 březen 6, duben 4, ????? květen 6, červen 5, červenec 5, srpen 6, září 8, říjen 9, ????? listopad 4, prosinec 10, leden 7, únor 4,

42 Významná úspora energie (minimálně 10% spotřeby měřené měřicími přístroji dodavatele energie) Všechny parametry, které významně ovlivňují spotřebu energie, lze jasně identifikovat (během výchozího období a po implementaci) Měření jednotlivých opatření se nevyžaduje Vícečetná opatření Složitá opatření Varianta C Kdy použít? Pomocná úsporná opatření (např. omezení průvzdušnosti budov, školení obsluhy, informovanost osazenstva/uživatelů)

43 Výhody: Hodnotí energetickou náročnost celého objektu Varianta C Výhody a nevýhody Zahrnuje interaktivní vlivy mezi energeticky úspornými opatřeními, a mezi opatřeními a zbývající částí objektu Nevýhody: Není oddělen vliv různých opatření Metoda není vhodná pro běžné energetické řízení, protože běžné nevysvětlené rozdíly ve spotřebě energie celého objektu mohou skrýt úspory jednotlivých měsíců. Metoda však zajišťuje sladění dat za celý rok.

44 M&V Příklad 2 Balíček úsporných opatření v nemocnici Energeticky úsporná opatření Prostá doba návratnosti (roky) Snížení příkonu osvětlení 2,7 Úspora spotřeby vody 2,2 Úpravy parního systému 1,3 Kompenzace účiníku 2,3 Sterilizátory a příprava TV 6,5 Rekonstrukce chladicí zařízení 9,7

45 Odbočka - Hranice systému Představte si projekt zaměřený čistě na osvětlení Posuďte co ovlivňuje spotřebu energie uvnitř hranice? Příkon původních a nových svítidel provozní hodiny podíl nefunkčních svítidel K jakým energetickým vlivům dochází mimo hranici systému? méně chlazení více vytápění bodové osvětlení přidané do neměřených obvodů

46 Jako příklad si projdeme návrh M&V energeticky účinného opatření osvětlení při použití varianty A, metody oddělené rekonstrukce, měření klíčových parametrů. Měření zatížení vzorku před a po Příklad 2 Volba varianty Předpokládaný počet hodin provozu osvětlení.

47 Měření: Měřit náhodně vybraná svítidla nebo okruhy Použít kalibrovaný klešťový wattmetr Měřit 1 vteřinu před a 1 vteřinu po rekonstrukci Předpoklady: 100 hod/měsíčně provozu v období vykazování úspor, vycházející z měření výchozího stavu Předpokládat 20% navýšení úspor (menší spotřeba klimatizace) Nebrat v úvahu přídavné bodové osvětlení a vliv na vytápění 5% svítidel je vždy nefunkčních Varianta A Postup M&V

48 Varianta A Výsledky měření Před rekonstrukcí Po rekonstrukci Počet vzorků Změřená průměrná spotřeba ve wattech na svítidlo v provozu 193,1 102,1 Počet svítidel

49 Varianta A - Výpočty Celkem kw (95% svítidel v provozu) Před rekonstrukcí 193,1 * 2000 * 0,95 / 1000 = 366,9 Po rekonstrukci 102,1 * 1950 * 0,95 / 1000 = 189,1 Snížení světelného zatížení Omezení upravené pro úspory chlazení Měsíční energetické úspory 366,9 189,1 = 177,8 177,8 * 1,2 = 213,4 213,4 * 100 = kw kw kwh/měsíc

50 Varianta A - Postřehy Klíčovým parametrem v tomto příkladu je změna příkonu osvětlovacích těles, proto je měřen Tento příklad patřil do varianty A protokolu IPMVP 2014, protože počet provozních hodin jsme předpokládali, ačkoli jsme ve výchozím stavu provozní hodiny zaznamenali Výrobcem dodaná data nejsou měřená za provozu. IPMVP s nimi zachází jako s předpokládanými. Aby byla dodržena varianta A protokolu IPMVP, nemohou být data výrobce klíčovým parametrem, ale mohou tvořit jiný (podružný) parametr.

51 Varianta A Kdy použít? Provozní podmínky (např. obsazenost) se pravidelně mění. Kontraktor není odpovědný za všechny parametry ovlivňující spotřebu energie. Schopnost předpokládat parametr na úrovni jistoty přijatelné pro všechny strany. Trvalé měření se nevyžaduje. Ale abyste se ujistili, že k vytváření úspor bude docházet i v budoucnosti, pravidelně ověřujte, že zařízení zůstává na místě a pracuje správně.

52 Varianta A Výhody a nevýhody Výhody: Nákladově efektivní tam, kde nelze sledovat četné faktory ovlivňující spotřebu energie nebo tento parametr nemůže nijak ovlivnit Snadno proveditelná Malé náklady na M&V Nevýhody: Předpokládaný faktor může vnést chybu stanovení reálné úspory Měření není sladěno s celkovou energetickou spotřebou objektu Nezaznamenává průběžnou úspornost provozu objektu

53 M&V Příklad 3 Úsporná opatření v průmyslovém podniku Energeticky úsporná opatření Prostá doba návratnosti (roky) Rekuperátor spalin ohřívací pece 2,5 Regulace otáček kalových čerpadel 3,3 Suché magnetické separátory 2,0 Technologie válečkového separátoru 5,7

54 Příklad 3 - Volba varianty Oddělená rekonstrukce je nutná, protože mnoho aspektů podniku se mění a nejsou relevantní pro smluvní plnění ESCO, která navrhla a instalovala opatření. Jako příklad stanovíme úspory u opatření, kterým je rekuperátor spalin ohřívací pece. Produkce podniku se často mění, takže pro vykázání úspor je nutné podružné průběžné měření spotřeby. Použijeme variantu B oddělené rekonstrukce: měření všech parametrů.

55 Spalovací vzduch je předehříván spalinami Varianta B Hranice systému

56 Pro stanovení hranice systému rozhodnout: Co ovlivňuje spotřebu energie uvnitř hranice? Produkce Efektivnost pece Teplota nasávaného vzduchu méně významné Teplota vstupujících ingotů méně významné K jakým energetickým vlivům dochází mimo hranici? Méně tepla z odváděných plynů nebrat v úvahu Další energie pro ventilátor spalovacího vzduchu - zanedbatelné Varianta B Rozbor interakcí

57 Výchozí období Po dobu 1 měsíce měřit hodinovou spotřebu plynu a produkci Stanovit vztah plyn/produkce (A) Po rekonstrukci Průběžně měřit hodinovou produkci. Z modelu výchozí spotřeby (A) výše vypočítat, jaká by byla spotřeba energie za každou hodinu Průběžně měřit hodinovou spotřebu plynu (B) Nerealizovaná spotřeba energie = A - B Varianta B Postup M&V

58 Plyn (jednotky/hod) Varianta B Výchozí období y = x Produkce (tuny/hod)

59 Varianta B Model výchozí spotřeby Pecní plyn (jednotky/hod) = 0,4574 * tuny/hod + 3,4078

60 Plyn (jednotky/hod) Varianta B Vykazované období Hour Production Actual gas tonnes MCF 1 13,7 6, ,0 5, ,0 5, ,6 5, ,0 6, ,0 5, ,0 6, ,0 5, ,1 6, ,0 5, ,9 6, ,4 6, ,0 5, ,5 5, ,0 5, ,0 6, ,4 5, ,6 5, ,1 5, ,6 5, ,8 5, ,5 5, ,2 6, ,6 6, Vybraný den vykazovaného období Produkce (tuny/hod))

61 Varianta B Výpočet nerealizované spotřeby Za hodinu vybranou hodinu: Upravená výchozí spotřeba plynu: (0,4574 * 13,7) + 3,4078 = 9,67 (Nm 3 ) Skutečná spotřeba plynu v březnu 2006 = 6,06 (Nm 3 ) Nerealizovaná spotřeba energie (úspory)= 3,61 (Nm 3 ) Opakovat a sečíst za všechny hodiny vykazovaného období Poznámka: Od základního testu nebyly u pece nebo výroby provedeny žádné změny, takže výchozí model je stále platný. (Nejsou nutné žádné další úpravy výchozího stavu ).

62 Plán M&V Kdy jej vypracovat? Plán M&V by měl být vypracován v době, kdy se navrhují energeticky úsporná opatření, aby: byly zahrnuty náklady na M&V v době, kdy se projednává ekonomická stránka projektu, a byla zaznamenána výchozí data a metodika výpočtů úspor v době, kdy jsou výchozí podmínky ještě měřitelné, vše je čerstvě v paměti a dosud nevznikly žádné úspory. Doplňte návrh jakéhokoli nového měřicího zařízení během dokončování plánu realizace opatření.

63 Plán M&V Obsah (1) Účel každého opatření a jeho vliv na provozní podmínky Hranice systému každého opatření Interaktivní vlivy (mimo hranici) Výchozí spotřeba/odběr energie Výběr nezávislých proměnných a jejich hodnoty ve výchozím období Statické podmínky (v rámci hranice) ve výchozím období Vykazování odpovědnosti pokud jde o statické faktory ve vykazovaném období

64 Plán M&V Obsah (2) Definovat vykazované období Standardní podmínky pro úpravy Varianta A, B, C nebo D s přesnou výpočtovou metodou Rozpis cen energie, které mají být použity Místa měření, specifikace a postupy Postupy zajišťování kvality Předpokládané náklady a přesnost Formy a četnost podávání zpráv

65 Shrnutí IPMVP metodika pro měření a vyhodnocování úspor K dispozici 4 varianty (A D) Plán měření a verifikace klíčový dokument M&V Důraz je kladen na Přesnost Kompletnost Konzervativnost Konzistenci Relevantnost Transparentnost

66 IPMVP kvíz

67 1) Měřící zařízení Jaké z následujících zařízení by jste nejspíše použili ke stanovení výkonu chlazení? 1. voltmetr a ampérmetr 2. přesný elektroměr a 2 teplotní čidla 3. ultrazvukový průtokoměr 4. zařízení podle 2 a 3

68 2) Zpracování M&V plánu Kdo obvykle ve smlouvě EPC definuje výchozí stav a vypracovává plán M&V? 1. Společnost, která dodává službu EPC 2. Zákazník 3. Třetí strana odborný verifikátor 4. Orgán státní správy

69 3) Zpracování M&V plánu Projekt na úsporu osvětlení je založen na specifikaci výrobce osvětlení a odhadnuté době použití. Jedná se o: 1. IPMVP Variantu A 2. IPMVP Variantu B 3. IPMVP Variantu D 4. Žádná z uvedených variant

70 4) Zpracování M&V plánu Dodavatel EPC navrhuje ověřit úspory pomocí počítačového modelu vycházejícího ze stavební dokumentace a průměrných klimatických údajů. Kalibrace modelu je ale příliš drahá a nakonec od ní bylo upuštěno. Jedná se o: 1. IPMVP Variantu C 2. IPMVP Variantu D 3. IPMVP Variantu B 4. Žádnou z uvedených variant

71 5) Zpracování M&V plánu Projekt modernizace osvětlení navrhuje opatření ke snížení příkonu osvětlení (kw) a instalaci čidel obsazenosti s cílem snížit dobu osvětlení. Jaký je správný způsob výpočtu úspor? 1. (kw původní kw nový ) * (hod. nový ) 2. (kw nový ) * (hod. původní hod. nový ) 3. (kw původní kw nový ) * (hod. původní hod. nový ) 4. (kw původní * hod. původní ) ( kw nový * hod. nový )

72 6) Výběr varianty Byly spočteny všechny typy osvětlovacích těles před a po rekonstrukci Změřené zatížení 5%ního vzorku z každého typu osvětlovacích těles pomocí přenosného true RMS wattmetru před a po rekonstrukci osvětlovací soustavy. Byly zjištěny minimální rozdíly v rámci každého vzorku. Změřený počet provozních hodin před rekonstrukcí.

73 6) Výběr varianty Nerealizovaná spotřeba elektřiny byla vypočtena součinem: změny celkového vypočteného zatížení použitím průměru každého vzorku výše provozních hodin změřených před rekonstrukcí. O kterou z variant IPMVP 2014 jde?

74 7) Výběr varianty Nyní předpokládejte, že pro konkrétní kombinace svítidlo/předřadník byly použity hodnotící listy výrobce namísto měřených vzorků svítidel. O kterou variantu IPMVP 2014 jde?

75 8) Statistika Plán vzorkování je navržen tak, aby bylo dosaženo 10% přesnosti se spolehlivostí 90%, při směrodatné odchylce 0,5. Měřené hodnoty prokáží odchylku 0,6. Záměru M&V plánu bylo dosaženo: 1. Správně 2. Špatně

76 9) Nejistota Příkon je při prvním měření 100 kw ± 10%; potom je snížen na 80 kw ± 10%. Jaká je nejistota snížení příkonu? 1. 10% 2. 20% 3. 64% 4. 90%

77 Správné odpovědi jsou na následujícím obrázku

78 Odpovědi 1. Odpověď 4 2. Odpověď 1 3. Odpověď 4 4. Odpověď 4 5. Odpověď 4 6. Odpověď VARIANTA A 7. Odpověď není v souladu s žádnou variantou podle IPMVP 8. Odpověď 2 9. Odpověď 3