Energia pierwotna
Czym jest energia pierwotna i dlaczego jest kluczowa w ocenie efektywności energetycznej budynków
Elektrownia wiatrowa. Fot. Unsplash
Energia pierwotna to całkowita ilość energii zawartej w naturalnych zasobach energetycznych – takich jak gaz ziemny, węgiel, ropa naftowa, drewno, promieniowanie słoneczne czy wiatr – przed jej przetworzeniem, przesłaniem i wykorzystaniem w budynku. W praktyce energia pierwotna stanowi podstawę do oceny wpływu budynku na środowisko oraz jego efektywności energetycznej.
To właśnie z nią związany jest wskaźnik EP – roczne zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną, wykorzystywany przy sporządzaniu świadectw charakterystyki energetycznej.
Jak oblicza się energię pierwotną?
Energia pierwotna obliczana jest jako iloczyn energii końcowej (Eₖ) oraz współczynnika nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej (w). Wzór przyjmuje postać:
Eₚ = Eₖ × w
gdzie:
Eₚ – energia pierwotna [kWh/(m²·rok)],
Eₖ – energia końcowa zużyta przez budynek,
w – współczynnik nakładu dla danego nośnika energii.
Wartości współczynników wi dla poszczegolnych nośników energii są określone w przepisach i zależą od rodzaju energii:
energia elektryczna – wi = 2,5 - 3,0 (zależnie od udziału OZE w produkcji energii),
gaz ziemny – wi = 1,1
ciepło z sieci – wi = 0,8–1,3 (zależnie od źródła ciepła i np. od stosowania kogeneracji),
biomasa i odnawialne źródła energii – wi = 0,0–0,2
Współczynnik w odzwierciedla energetyczne i środowiskowe koszty wytworzenia i dostarczenia energii – im wyższy, tym większy wpływ nośnika na środowisko.
Czym energia pierwotna różni się od energii końcowej i użytkowej?
W analizie energetycznej budynków rozróżnia się trzy podstawowe pojęcia:
Energia użytkowa (Eᵤ) – ilość energii niezbędna do utrzymania wymaganych warunków cieplnych i użytkowych w pomieszczeniu (np. ogrzewanie do 20°C).
Energia końcowa (Eₖ) – energia, którą trzeba dostarczyć do budynku, by pokryć zapotrzebowanie na energię użytkową, jednak z uwzględnieniem strat w instalacjach technicznych.
Energia pierwotna (Eₚ) – energia potrzebna do wytworzenia i dostarczenia energii końcowej, czyli uwzględniająca cały łańcuch konwersji i przesyłu od źródła do budynku.
Schemat obliczeniowy wygląda następująco:
Eᵤ → Eₖ → Eₚ
czyli:
energia użytkowa → energia końcowa → energia pierwotna.
Jakie znaczenie ma energia pierwotna w ocenie budynków i instalacji HVAC?
Wartość energii pierwotnej jest kluczowym wskaźnikiem przy ocenie charakterystyki energetycznej budynków. Na jej podstawie określa się:
-
klasę energetyczną budynku,
-
spełnienie wymagań WT (Warunków Technicznych),
-
możliwość uzyskania statusu budynku o niemal zerowym zużyciu energii (NZEB),
-
efektywność źródeł ciepła i chłodu.
Wysoka wartość EP oznacza, że budynek korzysta z nośników o dużym udziale energii nieodnawialnej (np. prąd, gaz). Z kolei niski wskaźnik EP świadczy o wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii (OZE) lub systemów o wysokiej sprawności (pompy ciepła, rekuperacja, kogeneracja).
Jakie normy i przepisy definiują pojęcie energii pierwotnej?
Energia pierwotna jest definiowana w dokumentach europejskich i krajowych, m.in.:
-
Dyrektywa EPBD (2010/31/UE oraz 2018/844/UE) – podstawa metodologii obliczeń energetycznych,
-
Rozporządzenie Ministra Rozwoju z 2022 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynków (Dz.U. 2022 poz. 1225),
-
Norma PN-EN ISO 52000-1 – „Energetyczne właściwości budynków. Wskaźniki ogólne i definicje”,
-
PN-EN 15603 – bilansowanie energii w budynkach.
Zgodnie z tymi aktami, wskaźnik EP jest jednym z głównych parametrów oceny budynku i służy do jego klasyfikacji energetycznej w świadectwach charakterystyki energetycznej.
Dlaczego pojęcie energii pierwotnej ma znaczenie dla zrównoważonego budownictwa?
Energia pierwotna pozwala ocenić rzeczywisty wpływ budynku na środowisko i emisję CO₂. Budynki o niskim wskaźniku EP: zużywają mniej nieodnawialnych zasobów, emitują mniej gazów cieplarnianych, mają mniejszy ślad węglowy w cyklu życia (LCA), są bliższe standardowi Zero Emission Building (ZEB). Dlatego w projektowaniu nowoczesnych obiektów coraz większą rolę odgrywa energia pierwotna odnawialna, czyli energia ze źródeł takich jak słońce, wiatr, biomasa czy geotermia, których współczynnik w jest bardzo niski.
Co warto zapamiętać o energii pierwotnej?
Energia pierwotna to energia zawarta w surowcach naturalnych przed ich przetworzeniem i dostarczeniem do budynku. Jest podstawą do oceny efektywności energetycznej i ekologicznej budynków oraz do klasyfikacji energetycznej w ramach dyrektywy EPBD. Niższy wskaźnik EP oznacza mniejsze zużycie energii nieodnawialnej i bardziej zrównoważony budynek.
Powiązane pojęcia: energia końcowa, energia użytkowa, współczynnik nakładu, EPBD, NZEB, efektywność energetyczna, OZE, audyt energetyczny, pompa ciepła, rekuperacja, ślad węglowy.
