Technologická řešení přechodu na ekologická

vytápění

Miroslav ŠafaříkPORSENNA o.p.s.

Konference “Znečištění ovzduší a možnosti řešení v malých obcích”, Ostrava 16.2. 2011

2

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 < 25 mld.Kč □ Podíl novostaveb (bytů) na celkovém počtu 1 % p.a.

3

vaření7%

elektrické spotřebiče

6%

ohřev vody26% okna 15-40%

stěny 8-25%

střecha 5-15%podlaha 5-15%větrání 15-45%

vytápění61%

Spotřeba energie v průměrném bytě činí zhruba 80 GJ/rok

Rozdělení spotřeby v průměrné domácnosti

spotřeba energie na vytápění celkem 170 PJ/rokspotřeba energie na vytápění na b.j. 42,5 GJ/rok

4

Kvíz: Proč vytápět?

5

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

6

Budeme na to mít ?

7

Model průměrné české domácnosti (zdroj: ČSÚ)

0 Kč

100 000 Kč

200 000 Kč

300 000 Kč

400 000 Kč

500 000 Kč

600 000 Kč

700 000 Kč

800 000 Kč

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Čisté výd a je ce lke m Výd a je za e n e rg ii Hyp o té čn í ú vě ry Čis té p ří jmy ce lke m

8

Vývoj dotací v sektoru bydlení

9

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 3 % p.a.□ odpovídající počáteční vklad 95 000 Kč,

resp. 530 000 Kč

10

Jak vytápět ?

11

Okrajové podmínky□ Období výstavby domu (podíl

novostaveb pouze 1 %ročně)□ Charakteristiky budovy□ konstrukce, lokalita, orientace, A/V, podíl

jednotlivých konstrukcí, zastínění

j

□ Způsob provedení – výstavby, rekonstrukcí

□ Druh otopné soustavy a její účinnost□ Způsob užívání budovy

1212

Provedení stavby – klíč k nákladům

13

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?

1414

Vliv chování uživatele

15

Závislost spotřeby energie na vnitřní teplotě

100110120130140150160170180190

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

teplota °C

rela

tivní

spo

třeba

ene

rgie

%Vliv chování uživatele

16

Technická zařízení budov – různé přístupy

17

ŘÍZENÉ VĚTRÁNÍ DOMŮ

18

Stěnové vytápění

Zdroj: www.adtop.cz

19

Čím vytápět?

20

Zdroj č.1 = úspory energie

21

Praxe u nás

22

… a v Rakousku

23

u nás … a v Německu

24

Druhy paliva□ sluneční záření (aktivní, pasivní) □ biomasa□ zemní plyn□ LPG (propan) □ LTO□ uhlí□ jaderná energie□ elektřina

2525

Cena paliva rozhoduje ?

Náklady na vytápění - v palivu

Zdroj: TZB-INFO.cz

27

Uhlí je uhlí...

28

A jak to vypadá u Vás?

29

Biomasa – pro všechny?

3030

Mapa výrobců pelet a briket: www.biom.cz

31

Pelety z dřevní biomasy

32

Pelety z rostlinné biomasy

33

Dřevěné pelety - distribuce

34

Brikety ze dřeva a rostlinné biomasy

35

Dřevní štěpka

36

Zdroj: Benekov, Rojek

Ukázky kotlů na biomasu

3737

Ukázky kotlů na biomasu

38

Kotel na pelety s podavačem

Zdroj: Benekov

39

Kotel na pelety – větší výkony

Zdroj: Benekov, Guntamatic

40

Zemní plyn ?

41

Výstavba a rekonstrukce zdrojů byla často upřednostněna před úsporami energie

Cena zemního plynu v Evropě (ENA, 2008)

43

Domovní bloková jednotka na zemní plyn – plynový motor

el. výkon 5,5 kWe

tep.výkon 12,5 kW

zdroj: www.senertec.de

44

el. výkon 1,3 – 3 kWe

tep.výkon 4 – 8 kW

zdroj: projekt CALLUS

Domovní bloková jednotka na zemní plyn – palivový článek

45

Sluneční energie

□ pasivní využití □ příprava vody□ přitápění □ sezónní akumulace□ vždy v kombinaci s jiným zdrojem □ možnost solárního chlazení

46

• ZISKY PANELU 400 – 750 kWh/m2.rok• ÚČINNOST SYSTÉMU: 40 – 80 % (Ø 60 %)• SOLÁRNÍ POKRYTÍ

– TEPLÁ VODA: 30 – 60 %– VYTÁPĚNÍ: 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

Aktivní termosolární systém

47

Energie prostředí

48

Tepelné čerpadlo

49

Tepelné čerpadlo

□ Země – voda – hloubkový vrt□ Země voda – zemní kolektor□ Vzduch - voda□ Voda - voda – povrchová voda□ Voda - voda – podzemní voda

50

Tepelné čerpadlo v novostavbě – provedení se solárním kolektorem

Ekonomika vytápění

Vývoj cen energie (teplo)

Vývoj cen energie (zemní plyn)

5454

Vliv dodržování optimální teploty

0 Kč

500 Kč

1 000 Kč

1 500 Kč

2 000 Kč

2 500 Kč

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100plocha místnosti (m2)

Ušetřené prostředky při snížení teploty v místnosti o 1ºC (Kč/rok)

Cena tepla - 500 Kč/GJ

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

58

Orientační výpočet nákladů

□ www.tzb-info.cz □ http://www.tzb-info.cz/tabulky-a-vypocty/269-porovnani-nakladu-na-vytapeni-podle-druhu-paliva

□ http://www.zelenausporam.cz/sekce/578/kalkulacka-topite-hospodarne/□ http://www.cenyenergie.cz/ □ http://www.cez.cz/teplarenska/cs/pro-zakazniky/kalkulacka.html□ http://kalkulator.eru.cz/

Případová studie: návratnost termosolárního systému

6060

Úspora nákladů vs.solární pokrytí

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0% 10% 20% 30% 40%

sol + dřevo sol + pelet sol+ZP sol + TČ2

sol + TČ1 sol + přímot sol + propan

Kč/rok

Návratnost termosolárního systému – diskont 0%, růst cen 0%

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

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

roky

akumulované CF akumulované diskontované CF

Návratnost termosolárního systému – diskont 5%, růst cen 0%

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

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

roky

akumulované CF akumulované diskontované CF

Návratnost termosolárního systému – diskont 5%, růst cen 5%

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

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

roky

akumulované CF akumulované diskontované CF

64

Příklady

65

„Energeticky soběstačná obec“ – základní princip

Energeticky soběstačná obec potenciál úspor a náklady na vytápění

Energeticky soběstačná obec porovnání ceny a úspor energie

0 Kč

50 Kč

100 Kč

150 Kč

200 Kč

250 Kč

300 Kč

350 Kč

400 Kč

450 Kč

500 Kč

Rok 2005 CZT CZT s dotací energetickéúspory

energetickéúspory s dotací

CZT +solárnísystém

CZT+solárnísystém s dotací

způsob zásobování energií

cena

tepla

(Kč/G

J)

cena tepla (Kč/GJ)

68

Geoelektrárna Unterhaching

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 slunečních kolektorů celkem 1500 m2

71

Mnichov -sídliště vytápěné sluneční energií

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

7373

MATEŘSKÁ ŠKOLA V OSTRAVĚ-PROSKOVICÍCH jaro 2001

7474

30% sluneční energie, 70% biomasa30% sluneční energie, 70% biomasa

MATEŘSKÁ ŠKOLA V OSTRAVĚ-PROSKOVICÍCH podzim 2002

75

0

50

100

150

200

250

kWh /

m2 . a

original (640 m2) new (1266 m2)

75

Spotřeba původní: 141 MWh / 150 tis.Kč / rokSpotřeba nová: 60 MWh / 50 tis.Kč / rok

MATEŘSKÁ ŠKOLA V OSTRAVĚ-PROSKOVICÍCH

Velkoplošné solární systémy

Velkoplošné solární systémy

Velkoplošné solární systémy

79

Domov Domov pro seniory pro seniory

- 310 m- 310 m22 slunečních slunečních kolektorů, celoroční kolektorů, celoroční provoz, výroba cca provoz, výroba cca

400 kWh/m400 kWh/m22/rok/rok

Velkoplošné solární systémy

80

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

81

□ 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

Obecná doporučení

82

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

83

□ 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

Doporučení pro provoz budov

84

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

85

Mnoho slunných

dnů a

přiměřené náklady na

vytápění

safarik@porsenna.cz