Analiza techniczno-ekonomiczna źródeł zasilania budynku energooszczędnego

Rys. 1. Zużycie energii w skali światowej

Rys. 2. Globalne zużycie energii

Poszukuje się zatem coraz intensywniej różnego rodzaju alternatywnych rozwiązań, których zadaniem jest zmniejszenie zużycia energii. W budownictwie działania te to wprowadzanie „budownictwa energooszczędnego”, w którym główny nacisk kładzie się na stosowanie ekonomicznie uzasadnionych rozwiązań mających na celu zmniejszenie zapotrzebowania na energię oraz racjonalne jej wykorzystanie w trakcie eksploatacji obiektu budowlanego.

Działania te znalazły wyraz w kreowanych przepisach natury prawnej, normalizacyjnej oraz różnego rodzaju regulacjach technicznych. Nie sposób wymienić tutaj wszystkich dokumentów dotyczących powyższych zagadnień. Praktyczne znaczenie w promowaniu budownictwa energooszczędnego mają [2–5]. Podstawowe wymagania Unii Europejskiej w zakresie wymagań dla budynków sformułowano m.in. w dyrektywach [2–6]. Wymaganie oszczędności energii i odpowiedniej izolacyjności cieplnej jest jednym z sześciu podstawowych wymogów stawianych budynkom zawartych w ustawie [3].

Czytaj też: Jak prawidłowo stosować środki chemiczne w domowych instalacjach grzewczych? >>

Długofalowe, strategiczne cele polityki energetycznej UE w ścisłym powiązaniu z polityką przeciwdziałania zmianom klimatycznym zostały zdefiniowane przez Radę Europejską w marcu 2007 r., zobowiązując państwa członkowskie UE do osiągnięcia następujących celów do roku 2020:

• redukcja przynajmniej 20% emisji gazów cieplarnianych w UE w porównaniu z poziomem z 1990 r.,
• zwiększenie udziału energii odnawialnej w ogólnym zużyciu energii do 20% oraz zwiększenie udziału biopaliw w transporcie do 10%,
• poprawa efektywności energetycznej o 20%.

W Polsce dokumentem o charakterze praktycznym ujmującym kwestie energooszczędności są warunki techniczne [5]. Należy zdawać sobie sprawę z faktu, że uzyskanie zawartych w nich wymagań w zakresie wartości wskaźnika zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną EP = 70 kWh/(m²·rok) jest niemożliwe do zrealizowania jedynie poprzez odpowiednią, ekonomicznie uzasadnioną grubość materiału izolacyjnego przegród budowlanych. Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła będzie nieunikniona. Budynki należy wyposażyć w systemy wykorzystujące energię ze źródeł traktowanych jako odnawialne.

Jeśli mowa o zaopatrzeniu w ciepło, istnieje wiele możliwości w tym zakresie np. kotły na biomasę, pompy ciepła typu powietrze/woda, powietrze/powietrze czy gruntowe pompy ciepła z wymiennikiem pionowym lub poziomym do ogrzewania budynku, lub ogrzewania i przygotowania c.w.u. Zastosowanie wymienionych systemów uzależnione jest od zasobności portfela inwestora oraz warunków klimatycznych, a także wielkości i lokalizacji działki. Dla inwestora oprócz nakładów inwestycyjnych interesujące będą również koszty eksploatacyjne w dłuższym okresie użytkowania. Te natomiast uzależnione są od ceny nośnika energii oraz zużycia paliwa (zapotrzebowania na energię użytkową i sprawności systemu dostarczania ciepła).

Pamiętać również należy, że wartość wskaźnika EP dodatkowo uzależniona jest od współczynnika nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej na wytworzenie i dostarczenie nośnika energii wi, zależnego od nośnika energii końcowej. Wartości te są różne, dlatego bardzo istotny jest wybór nośnika energii końcowej. Przykładowo dla gazu ziemnego, płynnego, węgla kamiennego i brunatnego wi = 1,1, dla biomasy wi = 0,2, a dla energii elektrycznej wi = 3,0. Powoduje to, że im wyższy wskaźnik wi ma nośnik energii wykorzystywany w budynku, tym mniejsze musi być zapotrzebowanie na energię użytkową, aby spełnić wymagania w zakresie wskaźnika EP. Powoduje to dodatkowe podwyższenie kosztów inwestycyjnych.
Autorzy podjęli próbę określenia opłacalności wybranych systemów ogrzewania dla różnych nośników energii końcowej.

Założenia analiz

Przeprowadzenie analizy wymagało przyjęcia parametrów związanych z kosztami inwestycyjnymi, cenami energii, charakterystyką techniczną przyjętych rozwiązań instalacyjnych oraz wskaźników ekonomicznych.

Ceny energii

Na podstawie analizy materiałów źródłowych przyjęto ceny jednostkowe energii podane w tabeli 1. W taryfie G12 stawka dzienna dotyczy godzin 600–1300 oraz 1500–2200, natomiast nocna 2200–600 oraz 1300–1500 [7]. Wartość opałową ekogroszku jako przyjęto 26 MJ/kg [8], a peletu 17,1 MJ/kg [9].

Koszty inwestycyjne

Przy ustalaniu kosztów inwestycyjnych posłużono się cenami katalogowymi producentów oferujących produkty na rynku lokalnym. W zakresie podatku VAT przyjęto, że poszczególne urządzenia dostarczane są przez wykonawcę instalacji, a zatem wartość podatku VAT wynosi 8%. Wartości liczbowe podano w odniesieniu do poszczególnych wariantów i zestawiono w tabeli 4.

[energooszczędność, systemy ogrzewania budynków, koszty ogrzewania, analiza techniczno-ekonomiczna, energooszczędny budynek, kotły gazowe]