Technologická řešení přechodu na ekologická vytápění Miroslav Šafařík PORSENNA o.p.s. Konference Znečištění ovzduší a možnosti řešení v malých obcích, Ostrava 16.2. 2011
Několik údajů na zahřátí Zadluženost českých domácností > 1 000 mld.kč Podíl výdajů za energii na výdajích průměrné domácnosti (dle ČSÚ) 9,5 % Hranice výdajů za energii pro přiznání palivové chudoby ve Velké Británii 10 % Absorbční kapacita zateplení bytových a rodinných domů vč.výměny zdrojů vytápění > 800 mld.kč Alokace v programu Zelená úsporám Podíl novostaveb (bytů) na celkovém počtu < 25 mld.kč 1 % p.a. 2
Rozdělení spotřeby v průměrné domácnosti spotřeba energie vytápěníbytě celkem Spotřeba energie na v průměrném činí zhruba GJ/rok spotřeba energie na80vytápění na b.j. ohřev vody 26% vytápění 61% 170 PJ/rok 42,5 GJ/rok okna 15-40% stěny 8-25% střecha 5-15% elektrické spotřebiče 6% vaření 7% podlaha 5-15% větrání 15-45% 3
Kvíz: Proč vytápět? 4
A: Aby nám bylo teplo B: Pro větší zisk energetických firem C: Abychom mohli pracovat i v Zimě D: Abychom se nemuseli vrátit do Afriky 5
Budeme na to mít? 6
Model průměrné české domácnosti (zdroj: ČSÚ) 800 000 Kč 700 000 Kč 600 000 Kč 500 000 Kč 400 000 Kč 300 000 Kč 200 000 Kč 100 000 Kč 0 Kč 2007 2008 2009 2010 Čisté výd a je ce lke m 2011 2012 2013 V ýd a je za e n e rg ii 2014 2015 2016 Hyp o té čn í ú vě ry 2017 2018 2019 2020 7 Čisté p říjm y ce lke m
Vývoj dotací v sektoru bydlení 8
Příklad: investice do zateplení jako příspěvek na penzi měsíční úspora (= renta) 450 Kč, resp. 2 500 Kč vyplácena počátkem měsíce po dobu 25 let úrok na alternativním účtu odpovídající počáteční vklad 3 % p.a. 95 000 Kč, resp. 530 000 Kč 9
Jak vytápět? 10
Okrajové podmínky Období výstavby domu (podíl novostaveb pouze 1 %ročně) Charakteristiky budovy konstrukce, lokalita, orientace, A/V, podíl jednotlivých konstrukcí, zastínění Způsob provedení výstavby, rekonstrukcí Druh otopné soustavy a její účinnost Způsob užívání budovy 11
Provedení stavby klíč k nákladům 12 12
Okrajové podmínky Reálné provozní náklady povinné revize, vlastní spotřeba, nárůst v čase Hodnota užitku kvalita bydlení, vlastní práce, doba užívání domu Doba (ekonomické) životnosti domu a zařízení Jak se to ovládá? 13
Vliv chování uživatele 14 14
Vliv chování uživatele relativní spotřeba energie % Závislost spotřeby energie na vnitřní teplotě 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 teplota C 15
Technická zařízení budov různé přístupy 16
ŘÍZENÉ VĚTRÁNÍ DOMŮ 17
Stěnové vytápění Zdroj: www.adtop.cz 18
Čím vytápět? 19
Zdroj č.1 = úspory energie 20
Praxe u nás 21
a v Rakousku 22
u nás a v Německu 23
Druhy paliva sluneční záření (aktivní, pasivní) biomasa zemní plyn LPG (propan) LTO uhlí jaderná energie elektřina 24
Cena paliva rozhoduje? 25 25
Náklady na vytápění - v palivu Zdroj: TZB-INFO.cz
Uhlí je uhlí... 27
A jak to vypadá u Vás? 28
Biomasa pro všechny? 29
Mapa výrobců pelet a briket: www.biom.cz 30 30
Pelety z dřevní biomasy 31
Pelety z rostlinné biomasy 32
Dřevěné pelety - distribuce 33
Brikety ze dřeva a rostlinné biomasy 34
Dřevní štěpka 35
Ukázky kotlů na biomasu Zdroj: Benekov, Rojek 36
Ukázky kotlů na biomasu 37 37
Kotel na pelety s podavačem Zdroj: Benekov 38
Kotel na pelety větší výkony Zdroj: Benekov, Guntamatic 39
Zemní plyn? 40
Výstavba a rekonstrukce zdrojů byla často upřednostněna před úsporami energie 41
Cena zemního plynu v Evropě (ENA, 2008)
Domovní bloková jednotka na zemní plyn plynový motor el. výkon 5,5 kwe tep.výkon 12,5 kw zdroj: www.senertec.de 43
Domovní bloková jednotka na zemní plyn palivový článek el. výkon 1,3 3 kwe tep.výkon 4 8 kw zdroj: projekt CALLUS 44
Sluneční energie pasivní využití příprava vody přitápění sezónní akumulace vždy v kombinaci s jiným zdrojem možnost solárního chlazení 45
Aktivní termosolární systém ZISKY PANELU ÚČINNOST SYSTÉMU: SOLÁRNÍ POKRYTÍ TEPLÁ VODA: VYTÁPĚNÍ: 400 750 kwh/m2.rok 40 80 % (Ø 60 %) 30 60 % 5 20 % (PD 40 %) PROVOZ JEN ZA SLUNEČNÉHO POČASÍ OPTIMÁLNÍ SKLON: 45 60 (90 ) (V ČR 60 % OBLAČNOST) NÁVRH NA LETNÍ SLUNEČNÍ ZISKY (ABY NEVZNIKALY PŘEBYTKY ENERGIE) SNAHA MAXIMALIZOVAT ZISK V PŘECHODNÉM OBDOBÍ ROKU NÁKLADY 15-20 tis.kč/m2 2,5 Kč/kWh 46
Energie prostředí 47
Tepelné čerpadlo 48
Tepelné čerpadlo Země voda hloubkový vrt Země voda zemní kolektor Vzduch - voda Voda - voda povrchová voda Voda - voda podzemní voda 49
Tepelné čerpadlo v novostavbě provedení se solárním kolektorem 50
Ekonomika vytápění
Vývoj cen energie (teplo)
Vývoj cen energie (zemní plyn)
Vliv dodržování optimální teploty 2 500 Kč 2 000 Kč Cena tepla - 500 Kč/GJ 1 500 Kč 1 000 Kč 500 Kč 0 Kč 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 plocha místnosti (m2) Ušetřené prostředky při snížení teploty v místnosti o 1ºC (Kč/rok) 54 54
Závislost optimální tloušťky izolace na ceně tepla
Roční náklady na vytápění dle velikosti bytu a standardu provedení
Roční náklady na vytápění dle ceny tepla a standardu provedení
Orientační výpočet nákladů www.tzb-info.cz http://www.tzb-info.cz/tabulky-a-vypocty/269-por http://www.zelenausporam.cz/sekce/578/kalkulack http://www.cenyenergie.cz/ http://www.cez.cz/teplarenska/cs/pro-zakazniky/ka http://kalkulator.eru.cz/ 58
Případová studie: návratnost termosolárního systému
Úspora nákladů vs.solární pokrytí Kč/rok 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 0% 10% 20% 30% sol + dřevo sol + pelet sol+zp sol + TČ1 sol + přímot sol + propan 40% sol + TČ2 60 60
Návratnost termosolárního systému diskont 0%, růst cen 0% 10 5 0-5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 mil.kč -10-15 -20-25 -30 roky akumulované CF akumulované diskontované CF
Návratnost termosolárního systému diskont 5%, růst cen 0% 10 5 0-5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 mil.kč -10-15 -20-25 -30 roky akumulované CF akumulované diskontované CF
Návratnost termosolárního systému diskont 5%, růst cen 5% 40 30 20 10 mil.kč 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25-10 -20-30 roky akumulované CF akumulované diskontované CF
Příklady 64
Energeticky soběstačná obec základní princip 65
Energeticky soběstačná obec potenciál úspor a náklady na vytápění
Energeticky soběstačná obec porovnání ceny a úspor energie 500 Kč 450 Kč 400 Kč cena tepla (Kč/GJ) 350 Kč 300 Kč 250 Kč 200 Kč 150 Kč 100 Kč 50 Kč 0 Kč Rok 2005 cena tepla (Kč/GJ) CZT CZT s dotací energetické úspory energetické úspory s dotací způsob zásobování energií CZT +solární systém CZT+solární systém s dotací
Geoelektrárna Unterhaching 68
Teplárna v Třebíči ORC technologie vícepalivový zdroj: ZP a biomasa tepelný výkon kotle na biomasu 6,5 MW elektrický výkon 1,1 MWe zdroj biomasy: lesní štěpka
Sluneční výtopna na biomasu, Eibiswald, Rakousko Plocha s lunečn í ch ko lektorů cel kem 1500 m 2
Mnichov - sídliště vytápěné sluneční energií 71 Využití sluneční energie v budovách Hlinsko 2009
Použití tepelného čerpadla pro školu Pokrytí zvýšené úptřeby tepla rozšíření užitné plochy TČ o výkonu 50kW (celková tepelná ztráta 96kW Využití tepla kanalizační stoky Náklady na TČ 1,75 mil.kč Zdroj: Alternativní energie 5/2008
MATEŘSKÁ ŠKOLA V OSTRAVĚPROSKOVICÍCH jaro 2001 73 73
MATEŘSKÁ ŠKOLA V OSTRAVĚPROSKOVICÍCH podzim 2002 30% sluneční energie, 70% biomasa 74 74
MATEŘSKÁ ŠKOLA V OSTRAVĚPROSKOVICÍCH 250 kwh / m 2. a 200 Spotřeba původní: 141 MWh / 150 tis.kč / rok Spotřeba nová: 60 MWh / 50 tis.kč / rok 150 100 50 0 original (640 m2) new (1266 m2) 75 75
Velkoplošné solární systémy
Velkoplošné solární systémy
Velkoplošné solární systémy
Velkoplošné solární systémy Domov pro seniory - 310 m2 slunečních kolektorů, celoroční provoz, výroba cca 400 kwh/m2/rok 79
Nejčastější nedostatky Přetápění místností nebo budov Nepřizpůsobení vytápění provoznímu režimu budov Nevyužívání možností regulace otopné soustavy Nevhodné větrání Podcenění kvality vnitřního prostředí Nedocenění významu energetického managementu 80
Obecná doporučení Porovnávat alternativy, které má smysl porovnávat Realizovat projekty, o jejichž správnosti jsme přesvědčeni Rozhodovat podle kritéria minimalizace budoucích nákladů s uvážením vlivu nevyčíslitelných přínosů Upřednostnit environmentálně šetrné alternativy Změnit vzorce chování V případě nedostatku investičních prostředků aplikovat energetický management 81
Doporučení pro provoz budov Měření spotřeby všech forem energií, měření spotřeby teplé vody Regulace podle venkovní i vnitřní teploty a nastavené topné křivky Regulace jednotlivých topných okruhů i jednotlivých bytů / místností Útlumy vytápění v nevyužívanech prostorech Termoregulační ventily 82
Doporučení pro provoz budov Oběhová čerpadla vícestupňová či s plynulou regulací otáček Regulace cirkulace TV Regulace provozu osvětlení (čidla) Opatření na zdrojích tepla - optimalizovaný provoz s max. účinností Opatření na rozvodech tepla - tepelná izolace potrubí a armatur Využití obnovitelné energie a odpadního tepla 83
Závěry Porovnávat porovnatelné tj.alternativy, které má smysl porovnávat Realizovat projekty, o jejichž správnosti jsme přesvědčeni Rozhodovat podle kritéria minimalizace budoucích nákladů s uvážením vlivu nevyčíslitelných přínosů Upřednostnit environmentálně šetrné alternativy Změnit vzorce chování Vždy aplikovat energetický management 84
Mnoho slunných dnů a přiměřené náklady na vytápění safarik@porsenna.cz 85