W świetle założeń scenariuszy, które przewidują wzrost średnich temperatur na Ziemi o około 6°C w przypadku braku jakichkolwiek zmian, potrzeba zmniejszenia emisji dwutlenku węgla w wielu sektorach ma ogromne znaczenie. W żadnym innym sektorze potrzeby z tym związane nie są tak pilne, jak w sektorze budownictwa, który odpowiada za około 40% podstawowego zużycia energii na świecie i 35% emisji gazów cieplarnianych. Zajrzyjmy najpierw do domów i mieszkań, aby sprawdzić, jakie działania podejmuje się w celu ich zmniejszeniu emisyjności CO2.
Panele słoneczne, styl kalifornijski
Niedawno Komisja Energetyczna Kalifornii jednogłośnie przegłosowała wprowadzenie wymogu, aby do roku 2020 większość nowych domów i mieszkań była wyposażona w dachowe panele słoneczne. Komisja szacuje, że zastosowanie tego środka pozwoli zredukować emisję gazów cieplarnianych w stopniu równoważnym z usunięciem 50 000 samochodów z dróg. Przewiduje się, że co prawda wprowadzenie tych przepisów spowoduje zwiększenie miesięcznej raty kredytu hipotecznego o około 30 USD, jednak oszczędność na kosztach energii takiego gospodarstwa domowego może wynieść około 80 USD miesięcznie.
Choć na pierwsze strony gazet trafił przepis dotyczący paneli słonecznych, komisja jednocześnie wprowadziła do kodeksu budowlanego również inne przepisy. Są to między innymi aktualizacja norm efektywności energetycznej w celu obniżenia zużycia energii elektrycznej netto do zera oraz dostosowanie norm oświetleniowych w celu ograniczenia zużycia energii w związku z oświetleniem o 30%.
Panele słoneczne w Europie
Europie jednak grozi pójście wstecz. Aby zachęcić ludzi do instalowania domowych paneli słonecznych, niektóre kraje, takie jak Holandia, oferują taryfy gwarantowane (będące formą polityki, zgodnie z którą źródła odnawialne mają priorytet w dostępie do sieci energetycznej). Są to specjalne stawki dla właścicieli domów, którzy odprowadzają energię elektryczną wytworzoną przez ich panele słoneczne do sieci, gdy jej nie potrzebują. Jednak tego rodzaju zachęty mogą zniknąć lub zostać w istotnym stopniu ograniczone wskutek zmian w prawie UE, zgodnie z którymi duże elektrownie i niewielkie generatory będą traktowane w ten sam sposób.
W swojej ocenie wpływu na pakiet Czysta energia Komisja Europejska proponuje zniesienie obowiązującego obecnie wyłączenia małych instalacji z priorytetowego dostępu do sieci energetycznej. Obowiązujące przepisy uniemożliwiają małym podmiotom, takim jak właściciele domów, zaangażowanie się w proces transformacji energetycznej.
ZOBACZ TAKŻE: Zmniejszenie emisji dwutlenku węgla w sektorze energetycznym. Jak to osiągnąć?
Towarzystwo SolarPower Europe ostrzega, że taki sposób postępowania doprowadziłby do podcięcia skrzydeł konsumentom, którzy zainwestowali w panele słoneczne, i zniechęciłby innych do potencjalnego inwestowania w nowe instalacje. Wraz z innymi stowarzyszeniami rozpoczęło ono kampanię pod hasłem „Small is Beautiful” (Małe jest piękne), która ma na celu skłonienie autorów przepisów do przyjęcia innego stanowiska w zakresie integracji rynkowej małych instalacji opartych na źródłach odnawialnych, takich jak dachowe panele słoneczne.
Tymczasem w Wielkiej Brytanii…
Ciekawą inicjatywę, podobną do zmian propagowanych przez władze Kalifornii, podjęto w Wielkiej Brytanii, gdzie firma Nissan wprowadza zintegrowane rozwiązanie energetyczne mające na celu większe uniezależnienie właścicieli brytyjskich domów od sieci energetycznej. Rozwiązanie Nissan Energy Solar łączy w sobie panele słoneczne przeznaczone do budynków mieszkalnych z systemem magazynowania energii. Umożliwia ono domownikom gromadzenie i magazynowanie nadmiaru energii z paneli słonecznych, a następnie wykorzystywanie jej w nocy, na przykład do ładowania pojazdu z napędem elektrycznym, lub w pochmurne dni.
Nowy produkt obejmuje również domowy system zarządzania energią, który umożliwia użytkownikom sterowanie w czasie rzeczywistym sposobem i czasem używania energii oraz zwiększa efektywność i zrównoważenie całego systemu energetycznego. System ten w dużym stopniu obniża koszty energii dla domowników oraz emisję węgla, regulując automatycznie przepływy energii, wykorzystując okresy szczytowe wytwarzania energii słonecznej oraz zapewniając niedostępną do tej pory możliwość magazynowania energii.
Pompy ciepła
Odchodząc od energii słonecznej, innym kluczowym elementem dekarbonizacji domów i mieszkań jest elektryfikacja ogrzewania poprzez wykorzystanie pomp ciepła. Pompy ciepła są stosowane już od kilkudziesięciu lat, jednak większość nowoczesnych urządzeń dostarcza ciepło natychmiastowo i pracuje ciszej niż starsze modele. Pompy te są znacznie bardziej efektywne niż elektryczne podgrzewacze rezystancyjne i można je wykorzystywać zarówno do ogrzewania pomieszczeń, jak i wody. Dodatkowo, pracując w trybie „odwrotnym”, służą one nie tylko do ogrzewania, ale także do chłodzenia.
W grudniu 2017 roku Europejskie Stowarzyszenie Pomp Ciepła (EHPA) ogłosiło, że w Europie zainstalowano dziesięciomilionowy egzemplarz pompy ciepła. Oczekuje się, że w ciągu najbliższych pięciu lat sprzedaż powietrznych pomp ciepła w Europie wzrośnie nawet o 50%.
ZOBACZ TAKŻE: Technologia pomp ciepła. Zastosowanie i zalety ich wykorzystania
Spójrzmy na najnowsze przykłady ich wdrażania w budynkach mieszkalnych: w Enfield, dzielnicy Londynu, planowane jest zamontowanie 400 ziemnych pomp ciepła w ramach modernizacji ośmiu wieżowców. Spodziewa się, że pozwoli to obniżyć rachunki za energię mieszkańców o 30–50%. W oparciu o doświadczenia Norwegii z ogrzewaniem całej dzielnicy w Glasgow ruszył projekt wybudowania wodnej pompy ciepła o rozmiarach przemysłowych. Będzie ona pobierać ciepło za pośrednictwem rur poprowadzonych przez rzekę Clyde i według planów od września 2018 roku zacznie dostarczać tanią energię cieplną do sąsiadującego rejonu Gorbals.
Pompy ciepła w Wiedniu
Przyznawaną przez EHPA nagrodę Heat Pump City of the Year 2017 otrzymał Wiedeń z uwagi na inspirujące podejście miasta do kwestii dekarbonizacji z wykorzystaniem pomp ciepła.
Miasto wspiera politykę instalowania pomp ciepła poprzez trzy inicjatywy:
• Utworzenie mapy potencjału geotermalnego miasta: rejon Wiednia cechują szczególnie dobre warunki do wykorzystywania ciepła z wód gruntowych i warstw przypowierzchniowych w celach energetycznych. Potencjał ten został zbadany i sporządzono mapę obszarów, na których panują bardzo dobre, dobre i względnie dobre warunki do instalowania pomp ciepła. Jest ona dostępna online dla zainteresowanych mieszkańców i planistów.
• Program finansowania: uruchomiono program finansowania w celu promowania instalacji pomp ciepła.
• Wytyczne dotyczące pomp ciepła: Wiedeń opublikował kilka wytycznych zawierających zasady działania różnych pomp ciepła oraz informacje na temat możliwych źródeł ciepła. Okazały się one bardzo pomocne dla planistów i właścicieli nieruchomości przy podejmowaniu decyzji o doborze właściwego systemu pompy ciepła i najlepszego dostępnego źródła ciepła.
Budynki o niemal zerowym zużyciu energii
Budynek o niemal zerowym zużyciu energii (NZEB) jest budynkiem o bardzo wysokiej efektywności energetycznej, wymagającym bardzo niewielkiej ilości energii, pochodzącej w znacznym stopniu ze źródeł odnawialnych.
Zgodnie z dyrektywą w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (EPBD) do końca roku 2020 wszystkie nowe budynki mają mieć niemal zerowe zużycie energii. Do roku 2018 wszystkie nowe budynki publiczne muszą być budynkami o niemal zerowym zużyciu energii. Wiele państw członkowskich UE ustaliło własne szczegółowe krajowe definicje budynków NZEB. Ponadto zaprojektowano, wybudowano i poddano ocenie różne budynki pilotażowe.
ZOBACZ TAKŻE: Rozwój OZE i elektromobilności. Jaką rolę ma do odegrania miedź?
Przykładem dostępnych możliwości jest 2-pokojowy parterowy dom wybudowany przez firmę Maisons France Confort w pobliżu miasta Lyon we Francji. Wytwarza on więcej energii niż jest wymagane do pokrycia całego normalnego zużycia domowego oraz zasilania samochodu elektrycznego. Pokoje są rozmieszczone wokół położonego w centralnej części podwórza, a dom jest wyposażony w system automatyki domowej i zarządzania energią. Jest on podawany jako sztandarowy przykład zastosowania pompy ciepła sprzężonej z wylotem wentylacyjnym powietrza, paneli fotowoltaicznych, konstrukcji z ramy stalowej i paneli warstwowych, samochodu elektrycznego, oświetlenia LED, wysoce wydajnych przeszkleń i okien dachowych, wydajnych sprzętów AGD i zaawansowanych osłon przeciwsłonecznych. Obliczona efektywność energetyczna budynku wynosi minus 173 kWh/m²/rok energii podstawowej.
Jednak pomimo występowania przykładów, takich jak ten, postęp w sektorze budynków NZEB jest powolny. Nie są one jeszcze gotowe do masowego wdrażania na rynku. Choć większość stosowanych w nich technologii jest dobrze dopracowana, koszty nie są konkurencyjne, przepisy różnią się w zależności od kraju i regionu, a interakcje z siecią mogą stanowić wyzwanie.
Renowacja istniejących budynków
Uważa się, że 75% europejskich budynków nie jest wydajnych pod względem energetycznym, a w większości dotyczy to starszego budownictwa. Nie jest zatem zaskoczeniem, że stare budownictwo stanowi istotny element rozważań UE nad postępem w zakresie dekarbonizacji.
Oto kilka przykładowych środków, jakie należy podjąć w celu renowacji istniejących budynków z myślą o realizacji celów polityki dekarbonizacji:
Zachęcanie do szerszego wykorzystania ICT i inteligentnych technologii w celu zapewnienia efektywnego funkcjonowania budynków, takich jak urządzenia do automatycznej regulacji temperatury lub klimatu.
• Wprowadzenie systemów automatyki budynkowej i sterowania budynkami zamiast przeprowadzania fizycznych kontroli.
• Wskaźnik spełnienia kryteriów SMART w celu oceny gotowości technologicznej budynków do interakcji z mieszkańcami oraz siecią energetyczną, a także efektywnego zarządzania własnym funkcjonowaniem.
• Promowanie rozwoju infrastruktury do ładowania pojazdów z napędem elektrycznym.
ZOBACZ TAKŻE: Energia i zasoby odnawialne. Dlaczego bez miedzi ani rusz?
