ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra Technických zařízení budov Obnovitelné zdroje energie 1.hodina doc. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D. Pracovní materiály pro výuku předmětu. 1 Obsah Představení Časový plán semestru Obsah předmětu Přehled literatury Zakončení předmětu Obnovitelné zdroje a životní prostředí 2 1
Využití zdrojů energie ve světě Zdroj: IEA report 2017 3 Počet obyvatel dle zemí http://gnosis9.net/ http://en.wikipedia.org/wiki/file:world_population.svg Počet obyvatel v mil. (3/2009) V roce 0 žilo na světě 160 mil. obyvatel, v roce 2016 7400 mil. obyvatel 4 2
Vývoj počtu obyvatel Vývoj počtu obyvatel ve světě a v regionech http://en.wikipedia.org/wiki/world_population 5 Situace v Evropě 40% veškeré energie v Evropě spotřebovávají budovy 65% spotřeby budov tvoří domácnosti ČR - spotřeba energie Domácnosti 26% Služby 9% Celkem přibližně 35% Zdroj: REMODECE: Měření spotřeby energie v evropských domácnostech jako cesta ke snížení spotřeby energie a emisí, SEVEn, 2008 60% budov na Evropském trhu je starší více než 25 let 6 3
Složení atmosféry Plyn Podíl v jednotkovém objemu Dusík 78,084 % Kyslík 20,946 % Argon 0,934 % CO2 0,035 % Neon 0,00182 % Helium 0,000524 % Metan 0,00017 % Krypton 0,00014 % Vodík 0,000055 % vodní kapičky, ledové krystalky a různé znečišťující příměsi původu přírodního (prachové částečky, pylová zrna) i antropogenního (produkty člověka) 0,04% 0,04% 0,03% 0,03% 0,02% 0,02% 0,01% 0,01% 0,00% 1% 21% 78% CO2 Neon Helium Metan Krypton Vodík 7 Atmosféra země www. astro.cz www.uni-mainz.de/fb/physik/ipa/ www. astro.cz 8 4
Globální oteplování Výraz globální oteplování Vědecký panel IPCC - "hodnotící zprávy - souhrny relevantní vědecké literatury v oboru. Hodnotící zpráva (2013-2014) - 840 autorů z 38 zemí - vědci jsou si na 95 100 % jisti, že většina současného globálního oteplování je způsobena zvýšenými koncentracemi skleníkových plynů a že k navyšování koncentrací dochází v důsledku lidských aktivit a že primární příčinou nárůstu teplot jsou emise CO 2 v důsledku lidské činnosti především spalováním fosilních paliv a změnami využití krajiny jako je odlesňování. Teplota na Zemi vzroste do konce století o 0,3 až 4,8 stupně Celsia v závislosti na množství spálených fosilních paliv. Hladina světového oceánu se zvýší do roku 2100 o 26 až 82 centimetrů. http://cs.wikipedia.org/wiki/glob%c3%a1ln%c3%ad_oteplov%c3%a1n%c3%ad Koncentrace CO2 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0921818112001658 5
Situace 11 Koloběh uhlíku (gigatuny) http://earthobservatory.nasa.gov/library/carboncycle/carbon_cycle4.html 12 6
Teorie globálního oteplování Příčina a následek podle měření a pozorování, výkyvy CO 2 jsou důsledkem kolísání teplot, ne naopak Postup procesu: 1. Oteplení hladiny oceánů 2. Oteplení povrchu kontinentů 3. Oteplení spodní troposféry 4. Růst hladin atmosférického CO2 na jižní polokouli (z oceánů) 5. Růst hladin atmosférického CO2 na severní polokouli (s příspěvkem lidského průmyslu) Jiné vlivy klimatický cyklus země kosmické záření Teorie globálního oteplování Ekonomická náročnost opatření proti globálnímu oteplování Omezování ekonomické svobody? Autoři populárních publikací (např. Bjørn Lomborg - http://www.lomborg.com/) Climagate 7
Fakta Dochází k růstu globální teploty Teplota oceánů a koncentrace CO2 v atmosféře má souvislost Spalování fosilních paliv má vliv na koncentraci CO2 NASA Goddard Institute for Space Studies (http://data.giss.nasa.gov/gistemp/graphs/) Snižování emisí CO2 Větší účinnost využívání energie Obchodovatelná emisní povolení Obnovitelné zdroje energie Nové technologie využití fosilních paliv Separace a zachycování CO2 při spalování fosilních paliv a jeho injektování do hlubokomořských sedimentů nebo do podzemních prostor (zásobníků). Jaderná energie? 16 8
Úsporné domy Nízkoenergetické domy - domy se spotřebou energie na vytápění 50 kwh/(m 2.rok) Pasivní domy domy se spotřebou energie na vytápění 15 kwh/(m 2.rok) Nulové domy domy jejichž celoroční spotřeba energie na vytápění je 5 kwh/(m 2.rok) Aktivní domy domy s přebytkem výroby energie Domy s téměř nulovou spotřebou energie Earch.cz 17 Legislativa a energie Energetická politika EU začleněno do dalších odvětví (obchod, průmysl EU), regulace vlivem politiky životního prostředí, vnitřního trhu a obchodní politiky. Zvlášť řešena energie jaderná. Cíle: Snižování závislosti na dovozu energie, efektivní využívání vlastních zdrojů, bezpečnost, konkurenceschopnost, udržitelnost Snížení závislosti na dovozu energie podpora obnovitelných zdrojů energie Snížení produkce skleníkových plynů oproti 90. létům Emisní povolenky ETS (Cena povolenky (EUR) dlouhodobě nízká 2014 5, 2016,17-5) zvýhodněny jsou tak nyní fosilní zdroje 18 9
Legislativní proces Směrnice o energetické náročnosti budov (EPBDI) 2002/91/EC Tvorba norem a předpisů podporujících snižování energetické náročnosti budov ČR zákon 406/2006 Sb. o hospodaření energií Požadavky na energetickou náročnost budov Systém certifikace budov Kontrola kotlů a klimatizačních zařízení Aktualizace v 8.6.2010 (EPDBII) 20-20-20 Snížení emisí C0 2 o 20% do roku 2020 Snížení energetické náročnosti budov o 20% Pokrytí 20% spotřeby energie z obnovitelných zdrojů 19 Druhy energií Solární energie -aktivní, pasivní solární systémy Větrná energie -větrné pohony, elektrárny Biomasa -lesní, odpad z dřevozpracujícího průmyslu, zemědělství, komunální odpad, kapalná paliva Geotermální energie -geotermální elektrárny, využití tepla suchých hornin, teplo prostředí (TČ) Vodní energie -elektrárny průtokové, akumulační, přílivové vtm.e15.cz,astro.cz,astronomie.cz 20 10
Příklady budov Administrativní budova Supermarket Sportovní stadión 21 11