Potenciál úspor emisí skleníkových plynů v ČR rekonstrukcemi budov

Lidská civilizace čelí patrně jedné z největších klimatických krizi ve své historii. Změna klimatu, které v současnosti čelíme, je jednou z největších výzev dnešní doby. To, že tato změna je způsobená lidskou činností, a především pak zvyšováním koncentrací skleníkových plynů v atmosféře, je všeobecně přijímaným faktem napříč vědeckou komunitou. Zvyšující se koncentrace oxid uhličitý (CO2) v atmosféře má za následek rapidní zvyšování teploty planety, které ve své rychlosti nemá v historii obdoby.

Budovy a jejich provoz jsou celosvětově zodpovědné za 38 % všech emisí uhlíku. Zároveň jsou však budovy sektorem s nejvyšším potenciálem k nákladově efektivnímu snížení emisí skleníkových plynů a snižování uhlíkové stopy budov tak může být silným nástrojem pro splnění národních klimatických závazků.

Dálkové vytápění a jeho role v emisích

Dálkové vytápění hraje v dodávkách tepla v současném Česku významnou roli. Teplárenství dodává v Česku teplo do více než třetiny domácností. Zároveň je s ním spojeno velké množství emisí skleníkových plynů. Celkově se ve formě dálkového tepla v roce 2023 v Česku spotřebovalo asi 120 PJ energie. Jeden PJ (petajoule) je milion miliard (1015) joulů.

Naprostá většina dálkového tepla se dnes v Česku vyrábí spalováním paliv, z velké části fosilních (uhlí a zemního plynu). Při výrobě tepla z fosilních paliv vznikají emise skleníkových plynů (významné jsou zejména při spalování uhlí). Pro snížení emisí v teplárenství je tedy nutné fosilní část výroby nahradit.

Současná situace a budoucí transformace teplárenství

Současné české teplárenství čeká velká proměna: nejen kvůli dekarbonizaci a splnění závazků spojených s Pařížskou dohodou, ale i kvůli potřebě celkové modernizace. Konkrétně to znamená, že v dalších cca 5 letech české teplárenství pravděpodobně dokončí již probíhající přechod od uhlí k zemnímu plynu (a zčásti také k dalším palivům jako biomasa či zbytkový odpad). Dosáhnout po tomto přechodu na jiná paliva další významné redukce emisí je stále možné, ale bude to už náročnější. Vyžaduje to totiž hlubší proměnu fungování tepláren - směrem k (částečné) elektrifikaci, kombinování více zdrojů tepla, akumulaci tepla, chytrému řízení provozu a úsporám energie. Tato kapitola popisuje současnou situaci českého teplárenství.

Čtěte také: Česká republika a OZE

Na rozdíl od elektrizační soustavy, která je v celé zemi propojená, tyto teplárenské soustavy navzájem propojené nejsou, neboť teplo má jiné vlastnosti než elektřina a rozvádět jej na vzdálenost několika set kilometrů se nevyplatí. V každé budově připojené k dané soustavě jsou tepelné výměníky, kde se horkou vodou z teplárny ohřívá voda, kterou pak využívá oddělený topný systém sloužící k vytápění budovy. Zpět do teplárny se pak druhou sadou potrubí vrací chladnější, tzv. vratná voda. Takových soustav dálkového vytápění je v Česku několik stovek, přičemž těch opravdu velkých (se spotřebou tepla nad 1 PJ) jsou u nás zhruba dvě desítky.

Přechod na zemní plyn a jeho limity

V nejbližších letech bude uhlí kvůli ekonomickým tlakům postupně nahrazováno zemním plynem a jinými palivy. Dnes se v Česku ve velkém plánuje a realizuje odklon od uhlí (a přechod převážně k zemnímu plynu). Kromě moderních plynových kogeneračních zdrojů je v Česku v plánu také výstavba nových teplárenských zdrojů na biomasu a nových spaloven odpadu.

Zemní plyn je stejně jako uhlí fosilní palivo - dává vůbec taková náhrada uhlí z hlediska ochrany klimatu smysl? Při spalování zemního plynu vzniká méně emisí než při spalování uhlí. Plynové elektrárny a teplárny jsou účinnější než uhelné. Přechod na zemní plyn ale není řešením pro úplnou dekarbonizaci výroby dálkového tepla. Využití zemního plynu dává do budoucna smysl hlavně jako doplněk k obnovitelným (či jaderným) zdrojům elektřiny a tepla.

Konkrétně: při výrobě 1 kWh tepla spálením hnědého uhlí vzniká cca 400 g CO2, při spalování zemního plynu je to cca 200 g CO2. Energie chemické vazby u zemního plynu (neboli metanu, CH4) je jednoduše 2× vyšší na každý obsažený atom uhlíku než v případě uhlí.

Další dekarbonizace teplárenství po roce 2030 bude spočívat v nahrazení velkého objemu výroby dálkového tepla ze zemního plynu (cca 60-70 % dálkového tepla) výrobou z jiných zdrojů, které budou mít ve srovnání s plynem výrazně nižší emise. Kromě skleníkových plynů půjde v dalších dekádách i o energetickou bezpečnost - o výrazné snížení závislosti Česka na dovozu zemního plynu.

Čtěte také: 50 TWh z obnovitelných zdrojů

Elektrifikace a nízkoemisní paliva

Druhou možností je vyrábět dálkové teplo pomocí nízkoemisní elektřiny (s využitím tepelných čerpadel a elektrokotlů). V praxi tak bude pravděpodobně probíhat obojí - jak částečná elektrifikace výroby tepla, která sníží spotřebu zemního plynu, tak nahrazení alespoň části zbývajícího plynu nízkoemisními palivy, jako je biometan. Velká část tepláren bude schopna výrobu tepla pomocí elektřiny a pomocí nízkoemisních paliv kombinovat a oba způsoby bude možné díky chytrému řízení efektivně střídat podle aktuální situace na trhu s elektřinou.

Energetická renovace budov připojených k teplárenským soustavám - kvalitně renovovaný dům spotřebuje ve srovnání s domem bez renovace jen zlomek energie. To obzvláště platí při mrazivých teplotách a tak soustava s úspornými domy potřebuje méně záložních zdrojů tepla pro období nejhlubších mrazů (a spotřebuje v těchto zdrojích méně paliva).

Tepelná čerpadla a elektrokotle

Významného snížení emisí skleníkových plynů v českém teplárenství lze jen těžko dosáhnout bez výroby tepla pomocí nízkoemisní elektřiny. Nejdůležitější budoucí technologií jsou v tomto ohledu tepelná čerpadla. V teplárně fungují úplně stejně jako v rodinném domě - pomocí elektřiny čerpají obnovitelné teplo z chladnějšího okolního prostředí do teplé vody v teplárenských rozvodech. Pomocí uzavřeného cyklu, ve kterém speciální chladivo neustále mění tlak a skupenství, dokáže čerpadlo přesouvat teplo z chladnějšího venkovního prostředí do teplejšího prostředí vody v teplárenských rozvodech.

Kromě tepelných čerpadel lze v teplárenství nasadit také elektrokotle, jež mohou dobře využívat nárazové přebytky obnovitelné elektřiny (např. solární elektřiny v poledne během letních měsíců) a tím bránit jejímu maření. Výhodou kotlů oproti tepelným čerpadlům je řádově nižší pořizovací cena (na jednotku tepelného výkonu).

Akumulace tepla

Teplo lze ve formě horké vody relativně snadno a efektivně uložit na později. Akumulace tepla umožňuje do určité míry časově oddělit výrobu od spotřeby a tím získat při řízení výroby tepla určitou flexibilitu. Kromě tohoto krátkodobého řízení mohou akumulační nádrže sloužit i k sezónní akumulaci tepla, vyrobeného mimo topnou sezónu (například pomocí fototermických panelů). Dekarbonizační cíl po roce 2030 je jednoduchý: nahradit převážnou většinu výroby tepla ze zemního plynu kombinací výroby pomocí elektřiny a nízkoemisních paliv.

Čtěte také: Obnovitelné zdroje a ČEZ

Integrované navrhování budov

V rámci životního cyklu budovy byla uhlíková stopa svázána především s provozem budovy, který souvisí s její energetickou efektivitou a se zdroji energie, které budova využívá - u dříve postavených budov tak až 75 % emisí budovy bylo svázáno právě s fází provozu.

Opačným přístupem může být tzv. integrované navrhování, v rámci něhož jsou architekti, specialisté, projektanti, profesanti, zástupci investora a zhotovitele, popřípadě i budoucí správy či uživatel budovy do projektu zahrnuti už v jeho počáteční fázi a společně v kolaboraci spoluvytvářejí návrh budovy. Tím je možné maximalizovat udržitelnost na projektu za vynaložení nejnižších nákladů.

ZEVO - Zařízení pro Energetické Využití Odpadů

ZEVO neboli Zařízení pro Energetické Využití Odpadů Je moderní zařízení, ve kterém dochází k vysokoúčinné přeměně tepla obsaženého v Jinak už nevyužitém komunálním odpadu na elektrickou a tepelnou energii. ZEVO tak ušetří suroviny Jako Je uhlí a zemní plyn a zároveň významně sníží objemově i hmotnostní množství komunálních odpadů. Dá se tedy říct, že ZEVO Je spolehlivým a obnovitelným zdrojem energie.

Ekonomické přínosy zelených střech

Ekonomické přínosy výstavby zelených střech lze vnímat z více úhlů pohledu. Jedním z nich je čistě ekonomický benefit pro investora/vlastníka budovy, který porovnává investici do opatření a následné zvýšené provozní náklady na údržbu, kompenzované úsporou na provozních nákladech v podobě uspořené energie na chlazení v letním období, kdy teplotní rozdíl na povrchu obvyklé ploché střechy a zelené střechy může za slunného dne být velmi významný.

Energetická efektivita a úsporná řešení

Úsporná řešení jsou ekologická ze své povahy, protože šetří energii. Komplexní úsporné projekty v sobě tedy často zahrnují instalaci obnovitelných zdrojů. Chceme proto ukázat, kam sektor doputoval a kam kráčí, protože majitelé firem by se měli dozvědět, že výhody moderní energetiky mohou být obrovské.

Klimatologická data a jejich význam

Tato klimatologická data obsahují několik různých sekvencí dat, které je možné využívat pro práci energetického specialisty. Pro lokalitu Hradec Králové jsou uvedeny hodnoty globálního slunečního záření za roky 2004 až 2015.

Metodická příručka pro vyhodnocování úspor energie

Tato metodická příručka pro vyhodnocování úspor energie vychází ze zkušeností s prováděním energetického managementu a z potřeby rozšířit a sjednotit postupy, kterými se řídí vyhodnocování úspor pro vlastní potřebu investora, tak pro vyhodnocování dotačních titulů či pro potřeby státní správy.

Úspory energie v železniční dopravě

Publikace "Možnosti energetických úspor na železnici v prostředí ČR" je zaměřena na získání nových poznatků a možností železniční dopravy ve vztahu k energetickým úsporám, potažmo úsporám CO2. V publikaci je uveden a kvantifikován potenciál energetických úspor v železniční dopravě ČR z pohledu intramodálních a extramodálních úspor, zejména pomocí infrastrukturálních úspor, úsporou elektrického napájení, řízením provozu, úsporou modernizovaných vozidel, úsporou rekuperací elektrické energie a elektrizací. Cílem bylo vytvoření přehledu o aktuálních možnostech v oblasti energetických úspor a účinnosti železniční dopravy.

Regenerace brownfieldů

Vlastníkům a investorům bychom chtěli popsat aspekty regenerace brownfieldů, aby získali představu o možnostech efektivního nakládání s brownfieldy a měli motivaci s nimi a územím kolem nich pracovat. Zároveň chceme poukázat na vybrané otázky spojené s přípravou projektů revitalizace a technickým řešením s využitím principů udržitelnosti.

Studie o opatřeních pro úspory energie

Studie poskytuje přehled různých opatření pro úspory energie uplatňovaných v rámci povinného schématu a ukazuje možnosti jejich použití ke splnění národního závazku podle článku 7 EED. Klade si za cíl analyzovat opatření zavedená v dalších státech EU dle článku 7 a upozornit na vhodná a funkční opatření pro zavedení rozšířeného spektra aktivit, které přispějí ke splnění závazku ČR při snižování spotřeby energie.

Závěr

Dekarbonizační cíl po roce 2030 je jednoduchý: nahradit převážnou většinu výroby tepla ze zemního plynu kombinací výroby pomocí elektřiny a nízkoemisních paliv. Není však zdaleka snadné se k tomuto cíli dostat.

tags: #potenciál #úspor #emisí #skleníkových #plynů #ČR

Oblíbené příspěvky:

• Likvidace vozidel Horšovský Týn
• Environmentální výchova v praxi
• Mořské ovzduší a automobily
• Legislativa o nebezpečném odpadu v Čáslavi
• Inspirace pro dovolenou: fotografie přírody