ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra Technických zařízení budov Obnovitelné zdroje energie Budovy a energie 1.hodina doc. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D. Pracovní materiály pro výuku předmětu. 1 Obsah vpředstavení včasovýplán semestru vobsah předmětu vpřehled literatury vzakončenípředmětu venergetická náročnost budov 2 1
Obnovitelné zdroje energie 3 Scénář využití zdrojů energie ve světě EJ 1600 1400 1200 1000 800 600 geotermál mořská energie solár nová biomasa vítr voda dřevo jádro plyn nafta uhlí obnovitelné 400 200 0 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 4 2
Počet obyvatel dle zemí Počet obyvatel v mil. (3/2009) V roce 0 žilo na světě 160 mil. obyvatel, v roce 2012 (říjen) přesáhl 7000 mil. obyvatel http://en.wikipedia.org/wiki/file:world_population.svg 5 Vývoj počtu obyvatel Vývoj počtu obyvatel ve světě a v regionech http://en.wikipedia.org/wiki/world_population 6 3
Zemská atmosféra Další látky: vodní kapičky, ledové krystalky a různé znečišťující příměsi původu přírodního (prachové částečky, pylová zrna) i antropogenního (produkty člověka) Složení atmosféry Dusík 78% Kyslík 21% Argon0,93% Skleníkové plyny CO 2 0,03% CH 4 0,0002% 7 Producenti CO2 2008 Emise odvozené ze spalování fosilních paliv (není započtena zemědělská výroba) http://en.wikipedia.org/wiki/file:countries_by_carbon_dioxide_emissions_world_map_deobfuscated.png 8 4
Global Carbon Cycle (Billion Metric Tons Carbon) http://www.eia.doe.gov/bookshelf/brochures/greenhouse/chapter1.htm 9 Situace v Evropě 40% veškeré energie v Evropě spotřebovávají budovy 65% spotřeby budov tvoří domácnosti teplo teplá voda chladnička sporák pračka osvětlení pv.trouba vysavač TV a video rv.konvice žehlení rádio 60% budov na Evropském trhu je starší než 25 let 10 5
11 12 6
Pojmy souvisící s obnovitelnými zdroji Obnovitelné zdroje energie - obnovitelné nefosilní zdroje energie (vítr, sluneční energie, geotermální energie, energie vody, biomasa, plyn ze skládek, zčistíren odpadníchvod abioplyny). Alternativní zdroje energie zdroje energie poskytující alternativu ke zdrojům tradičním, využívajícím fosilní paliva (netradiční zdrojeenergie) Trvale udržitelný rozvoj hospodářský a společenský pokrok s plnohodnotnýmzachováním životního prostředí Kyótský protokol závazek snižování emisí skleníkových plynů do 2010. Prodlouženodo 2020 (EU+Austrálie). Neratifikováno, nesouhlas USA, Čína. Jednotka AAU (jednotka přiděleného množství, Assigned Amount Unit) je jednotka definovaná vrámci Kjótského protokolu, která představuje obchodovatelné právo státu vypustit do ovzduší jednu tunu emisí skleníkových plynů vobdobí 2008 2012. Přebytek svých jednotek mohla země, která snížila emise víc, než se vkjótském protokoluzavázala,prodat ostatním zemím. European Union Emission Trading Scheme (EU ETS), kterého se jako členský stát EU účastní ičeská republika, je systém povolenek mezi jednotlivými znečišťovately ovzduší vrámci Evroského společenství -včrcca 330 firem (zákon č. 383/2012 Sb.) 13 Obnovitelné zdroje Obnovitelným zdrojem pro výrobu tepelné energie: a) sluneční energie, b) geotermální energie, c) biomasa v zařízeních do 20 MWt, d) bioplyn, e) palivové články. 14 7
Obnovitelné zdroje energie Obnovitelné zdroje energie pro výrobu elektřiny: a) vodní energie v zařízeních do 10 MWe, b) sluneční energie, c) větrná energie, d) biomasa v zařízeních do 5 MWe, e) bioplyn, f) palivové články, g) geotermální energie. 15 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 energiena vytápěníje 5kWh/(m 2.rok) Domystéměř nulovouspotřebouenergie Aktivnídomy domyspřebytkem výrobyenergie Earch.cz 16 8
Příklad budovy Cascadia Center for Sustainable Design and Construction (3623 m2) Snaha vytvořit nejšetrnější současnou komerční budovu http://bullittcenter.org/ 17 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 18 9
Legislativa a energie Energetická politika EU začleněno do dalších odvětví (obchod, průmysl EU), regulace vlivem politiky životního prostředí, vnitřního trhu aobchodní politiky. Zvlášť řešena energiejaderná. 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 (Cenapovolenky(EUR) v2012 186,2013 113, 2014 5) zvýhodněnyjsoutaknynífosilnízdroje 19 Činnosti souvisící s využíváním energie v budovách Závazné - dány legislativními požadavky Nezávazné -vyplývají z doporučení specialistů, z hlediska investora vázány na ekonomickou výhodnost řešení 20 10
Nástroje pro snižování energetické náročnosti Energetický audit- soubor činností, jejichž výsledkem jsou informace o způsobech a úrovni využívání energie v budovách a v energetickém hospodářství Legislativa: Zákon 406/2000Sb. (znění 318/2012Sb.), Vyhláška 480/2012Sb. Zákonem byla určena povinnost prokázat vypracování energetického auditu budovy. Energetický auditor osoba zapsaná v seznamu auditorů přezkoušená osoba splňující požadavky zákona Energy audit 21 Výstup: Soubor opatření snižující energetickou náročnost budov Vypracované varianty ekonomicky a ekologicky posouzeny nebo Soubor textových materiálů pečlivě uložený pro případ kontroly Energetický audit Svět vs. ČR 22 11
Zákon 318/2012 Sb. 7 snižování ENB Pro nové stavby bude nutné doložit: Splnění požadavků na energetickou náročnost budovy podle prováděcího předpisu (vyhláška 78/2013 Sb.) Splnění požadavku budovy s téměř nulovou spotřebou energie Doba účinnosti požadavku podle funkce budovy a energeticky vztažné ploše, pro neveřejné budovy (budovy veřejné moci) větší než 1 500 m2 od 1. ledna 2018 (1. ledna 2016), větší než 350 m2 od 1. ledna 2019 (1. ledna 2017) a menší než 350 m2 od 1. ledna 2020 (1. ledna 2018). Posouzení technické, ekonomické a ekologické proveditelnosti alternativních systémů dodávek energie podle prováděcího předpisu 23 Zákon 318/2012 Sb. 7 snižování ENB Pro větší změnu dokončené stavby bude nutné doložit: Splnění požadavků na energetickou náročnost budovy podle prováděcího předpisu (vyhláška 78/2013 Sb.) Posouzení technické, ekonomické a ekologické proveditelnosti alternativních systémů dodávek energie podle prováděcího předpisu (vyhláška 78/2013 Sb.) 24 12
Zákon 318/2012 Sb. 7a průkaz ENB Povinnost zajistit zpracování průkazu a) nová a větší změna dokončené budovy za podmínek, které upravuje novela zákona b) budovy užívané orgánem veřejné moci nad 500 m 2 do 1.7. 2013 (později 250 m 2 do 1.7. 2015) Co je to budova orgánu veřejné moci? Orgán veřejné moci (OVM) je souhrnný pojem pro úřady podle zákona 300/2008 Sb. v 1), v podstatě tedy úřady zajišťující funkce veřejné správy, a to včetně přidružených organizací (zdravotní pojišťovny a komory), je jich cca 10-20 000. c) užívané bytové a administrativní budovy (termín splnění je odstupňovaný podle velikosti podlahové plochy) větší než 1500 m2 do 1. ledna 2015, větší než 1000 m2 do 1. ledna 2017, menší než 1000 m2 do 1. ledna 2019, 25 Zákon 318/2012 Sb. 7a průkaz ENB Povinnost zajistit zpracování průkazu vlastník prodej nebo pronájem budovy nebo její části Při prodeji budovy nebo ucelené části budovy Při pronájmu budovy Od 1.1. 2016 při pronájmu ucelené části budovy Pokud vlastníkovi jednotky není předložen PENB, může jej nahradit vyúčtování dodávek elektřiny, plynu, tepla pro příslušnou jednotku za uplynulé 3 roky nemusí být PENB zpracováván (do 1.1. 2016) Průkaz zpracovaný pro budovu je také průkazem pro její ucelenou část PENB pro BD je také průkazem na byt 26 13
Legislativa v souvislosti s certifikací budov od 1.4.2013 Směrnice 2010/31/ES o energetické náročnosti budov (EPBDII) Základní požadavky směrnice vedou k novelizaci zákonů a vyhlášek Novela zákona 406/2000 Sb., nutné k 1. lednu 2013 zavést požadavky směrnice Novela zákona 406/2000 Sb., -změnové znění: zákon č. 318/2012 Sb., Vyhláška č. 78/2013 Sb., o energetické náročnosti budov 27 Vyhláška 78/2013 Sb. Prováděcí právní předpis stanoví : nákladově optimální úroveň požadavků na energetickou náročnost budovy pro nové budovy, větší změny dokončených budov, pro jiné než větší změny dokončených budov, pro budovy s téměř nulovou spotřebou energie, metodu výpočtu energetické náročnosti budovy, vzor proveditelnosti vysoce účinných alternativních systémů dodávek energie, vzor stanovení doporučených opatření pro snížení energetické náročnosti budovy, vzor aobsah průkazu a způsob jeho zpracování 28 14
Vyhláška 78/2013 Sb. -hodnocení Hodnocení ENB bude probíhat na základě referenční budovy Výpočet ENB Výpočet ENB Referenční budova je: výpočtově definovaná budova téhož druhu, stejného geometrického tvaru a velikosti včetně prosklených ploch a částí, stejné orientace ke světovým stranám, stínění okolní zástavbou a přírodními překážkami, stejného vnitřního uspořádání a se stejným typem typického užívání jako hodnocená budova, avšak s hodnotami referenčních vlastností budovy, jejich konstrukcí a technických systémů budovy uvedených v příloze vyhlášky a referenčních klimatických údajů 29 vyhláška 78/2013 Sb. klasifikace Na základě splnění ukazatelů energetické náročnosti budovy Třída energetické náročnosti budovy (hlavní ukazatel) Hlavní ukazatel třídy EN celková dodaná energie E R požadovaná hodnota EN referenční budovy (celková dodaná energie) Klasifikační třída Hodnota pro horní hranici Slovní A 0, 5 x E R Velmi úsporná B 0, 75 x E R Úsporná C E R Vyhovující D 1,5 x E R Nevyhovující E 2 x E R Nehospodárná F 2,5 x E R Velmi nehospodárná G Mimořádně nehospodárná 30 15
31 Primární energie..energie, která neprošla žádným procesem přeměny, celková primární energie je součtem obnovitelné a neobnovitelné primární energie.. Energonositel Faktor primární Faktor neobnovitelné energie(-) primární energie(-) Zemní plyn 1,1 1,1 Černé uhlí 1,1 1,1 Hnědé uhlí 1,1 1,1 Propan-butan/LPG 1,2 1,2 Lehký topný olej 1,2 1,2 Elektřina 3,2 3,0 Dřevěné peletky 1,2 0,2 Kusové dřevo, dřevní štěpka 1,1 0,1 Energie okolního prostředí (elektřina a teplo) 1,0 0,0 Elektřina -dodávka mimo budovu -3,2-3,0 Teplo -dodávka mimo budovu -1,1-1,0 Soustava zásobování tepelnou energií s vyšším než 80% podílem OZE 1,1 0,1 Soustava zásobování tepelnou energií s vyšším než 50% a nejvýše 80 % 1,1 0,3 podílem OZE Soustava zásobování tepelnou energií s 50% a nižším podílem OZE 1,1 1,0 Ostatní neuvedené energonositele 1,2 1,2 32 16
Energetický štítek obálky budovy Vyjádřením stavebněenergetických vlastností konstrukcí domu Klasifikační ukazatel Cl Porovnání průměrného součinitele prostupu tepla s normovým součinitelem 33 Financování energeticky úsporných opatření Vlastní prostředky investora Programy MŽP nebo MPO Státní fond životního prostředí přerozdělování poplatků ze znečišťování žp, zlepšování žp podpora instalace OZE, národní programy podpora informačních systémů (Ekolist, ) Evropské fondy a projekty (Intelligent EnergyEurope) Energy Performance Contracting (EPC)-Investor splácí investici z dosažených úspor nákladů na energii. 34 17
Cena energie Dům ztráta 7 kw, TV 4 osoby 1 kwh=3,6 MJ 35 Druhy energií Sluneční 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 36 18
KONEC 37 19