Zelená revitalizácia EU pre reštart Európy

Zelená revitalizácia EU pre reštart Európy

V predchádzajúcom časopise citujeme Ursulu Von der Leyen, že Európa chce byť prvý uhlíkovo neutrálny kontinent na svete a renovácia budov je jeden z hlavných cieľov.

Opatrenia prijaté v boji s pandémiou COVID-19, spôsobili výrazné zabrzdenie európskej ekonomiky, ktorú by mali rozbehnúť peniaze z balíka zelených opatrení.

Zelený balík opatrení sa sústreďuje na renováciu budov, využitie obnoviteľných energií a vodíka majúcich hlavnú úlohu v dekarbonizácii budov, dopravy, ďalej autá s elektrickým pohonom, cirkulárnu respektíve cirkulárnu, obehovú ekonomiku zahŕňajúcu recykláciu materiálov a odpadové hospodárstvo. Podporovať sa majú ciele v tzv. NEKP.

Zelený balík 750 mld až 1 trilion Eur

Najlepšie je ho minúť na veľké projekty nutné na rýchle hospodárske zotavenie. Nebudeme sa zoberať problémami rozbehu priemyslu. Ciele sústredené na renováciu budov s využitím obnoviteľných energií predstavujú okrem veľkých aj obrovské množstvo menších projektov, kam je možné zaradiť aj využitie tepelných čerpadiel. Na ich podporu sú úspešne využívané dotačné programy, kam patria u nás aj operačné programy MŽP, ako aj zelená domácnostiam. Žiadateľmi sú naši zákazníci, u ktorých treba za nové technológie lobovať.

Investície do infraštruktúry

EHPA vo svojej výzve EK

Zdôrazňuje, aby včas poskytla nevyhnutnéinvestície prerýchlehospodárske zotavenie s nulovými emisiami uhlíka.Inovatívneriešeniasú podľa EHPA najlepšou a nákladovonajefektívnejšou cestou k hospodárskemu oživeniu na vnútroštátnej a nadnárodnej úrovni a zároveň pripravujúpôdu pre bezpečný a trvale akceptovateľný energetický systém.
Stimulačné balíčky k urýchleniu investícií do zvyšovania energetickej účinnosti, do „obnoviteľného“ vykurovania a chladenia, výroby a distribúcie elektriny, budov s takmer nulovou spotrebou energie a priemyselných procesov s nulovými emisiami uhlíka.
Udržala stávajúce dodávky čistej energie a prebiehajúce investície do zmeny energetického systému.

Európa financuje zemný plyn a atómovú energiu ako súčasť zelenej stratégie

EK sa musí na druhej strane tiež rozhodovať do akej miery majú byť zemný plyn a atómová energia súbežne s inými energiami dočasne udržateľné a vhodné na významné investície. Obe energie majú významnú úlohu pri znižovaní emisií najmä tam, kde sa v Európe (N, Pl, Cz, ..) vo veľkej miere doteraz využíva pevné palivo najmä uhlie.

Energetické trendy – 3D zmeny

Kam s čistou energiou?

Európska energetika sa mení vplyvom najmä troch 3D faktorov:

Dekarbonizácia
Decentralizácia
Digitalizácia

Dekarbonizácia

Európa si stanovila ambiciózne ciele pre zníženie emisií CO2, konkrétne až o 80 % do roku 2050.
Požiadavky na znižovanie emisií a prísne emisné limity budú mať zásadný vplyv na budúci vývoj európskej energetiky.
Už teraz sme svedkami rázneho prechodu od fosílnych zdrojov energie k obnoviteľným.

Decentralizácia

Výroba energie sa bude približovať miestu jej spotreby, okrem iného aj kvôli minimalizácii strát a úspore diaľkových vedení. Porastie počet užívateľov elektrickej energie, ktorí si ju zároveň vyrábajú.
Hnacím motorom bude rastúca potreba zákazníkov po zaistení energetickej sebestačnosti a predovšetkým snaha o zníženie nákladov.
Kľúčovým faktorom bude zapojenie obnoviteľných zdrojov.

Digitalizácia

S nástupom digitalizácie dochádza tiež k presunu od dodávok založených len na tovare smerom k inovatívnym výrobkom a službám napríklad v zdieľaní elektriny, ....

Skladačkový drevodom zahŕňa integrované FV panely a systém TČ zem voda. Vpravo budova s fasádou s BIPV/T, za nimi strojovňa vzduchotechniky. BIPV FV (Building integr.) panely sú integrované do budovy a tvoria fasády stien, strechy, ploty, .. (Správy č. 7/2019)

Kľúčový bude rozvoj strešnej fotovoltaiky a veterných elektrární

V prípade, že takto vyrobená elektrina bude využitá tepelnými čerpadlami zabezpečia sa všetky vyššie uvedené 3D ciele s tým, že zároveň:

Obnoviteľná energia sa zhodnotí s vysokou efektívnosťou
Vykurovanie, chladenie a príprava teplej vody sa zabezpečí jedným zariadením
Budovy budú posúvané medzi budovy v energetickej triede A0

Energia do výroby vodíka

Energetici chcú tiež prebytočnú nárazovo vyrobenú obnoviteľnú elektrinu využívať k výrobe vodíka, ktorý chcú následne dodávať k pohonu aut, do priemyslu a teplárenstva.

Dekarbonizácia Európy vodíkovou ekonomikou

Program Európskej únie do roku 2050

V procese tvorby koncepcií s hlavnými investičnými zámermi v Európe dominuje vodík pre priemysel, dopravu a čiastočne aj pre budovy z hľadiska renovácie, novej výstavby.

Ekonomická výroba zeleného (čistého) vodíka pre potreby najmä priemyslu a dopravy zatiaľ je len vízia. Musí sa zastaviť výroba šedého, modrého vodíka a vyrábať len zelený vodík a to len so zelenou elektrinou, ktorá by sa však dala využiť aj priamo v doprave a v budovách. Výroba vodíka elektrolýzou je na obrázku.

Niektorí odborníci zelený vodík spájajú aj s dekarbonizáciou prevádzky budov, čo sa zatiaľ pri využívaní súčasnej plynofikačnej siete s 20 % objemovým podielom vodíka v zemnom plyne technicky i ekonomicky javí tiež ako problém.

Európa však pravdepodobne bude zvyšovať výskum, vývoj, výrobu zeleného vodíka podporou výstavby tzv. veterných fariem v gigawattových výkonoch najmä v severnom mori a zvyšovaním výroby elektriny by sa mali znižovať výrobné náklady vodíka.

Budovy renovácie a nová výstavby

Budovy v zámeroch do roku 2050 majú dôležité postavenie. Vzhľadom na stále opakovaný a zdôrazňovaný fakt, že budovy spotrebovávajú viac ako 40 % vyrobenej energie, je v nich stále veľa možností ako energie ušetriť.

To, čo je však stále viac zdôrazňované, úspory energií by nemalí ísť na úkor znižovania kvality vnútorného vzduchu a komfortu ich obyvateľov. Na tomto trende by sa mali podieľať úspory potreby energie dosiahnuté nielen výstavbou pasívnych a nízkoenergetických domov, ale tiež úspory na spotrebe energií technických zariadení budov ako sú :

Vetranie, rekuperácia, filtrácia,
Vykurovanie, aktívne a pasívne chladenie.

Technické zariadenia budov

Podľa analýz často zlyháva základná údržba akou je napríklad čistenie výmenníkov tepla. Snaha riadiacich pracovníkov znižovať náklady na preventívnu údržbu je krátkozraká.

Napomôcť by mala pripravenosť budov na inteligentné ovládanie vnútornej kvality vzduchu hodnotená indexom SRI, využívanie nárazovo vyrábanej elektriny vyjadrené SG, skladovanie elektriny, tepla, automatizované ovládanie a podobne. Moderné systémy si vyžadujú povinné celoživotné vzdelávanie, po ktorom volajú všetky zúčastnené organizácie.

Zelené, zdravé budovy v cirkulárnej ekonomike

Chceme nielen kvalitu ale aj komfort

Ochorenie Covid rozbehlo sériu online seminárov zameraných na kvalitu vnútorného vzduchu a v tejto súvislosti sa zviezli aj otázky energetickej efektívnosti pri výrobe, prevádzke, servise a pri vyraďovaní zariadení zabezpečujúcich nielen kvalitu, ale aj teplotné podmienky vnútorného vzduchu. Jeden z nich organizovala EVIA 19.6.2020.

Diskutovali zástupcovia európskych asociácií Thomas Nowak (EHPA), Bonnie Brook (Siemens, Seamus Kerr (AREA), Nathan Wood (GCP), Pierre Cruveillé, (ALDES) Andrea Voigt (EPEE)

Vetrať, vetrať, vetrať

Čím viac vetráme, tým vyššiu kvalitu vnútorného vzduchu zabezpečujeme. Vetranie však si vyžaduje energiu a tak do hry vstupuje ekodizajn, ktorý obmedzuje prístup neefektívnych ventilátorov na trh, ďalej prevádzka, ktorá si vyžaduje údržbu a inšpekcie klimatizačných zariadení, teplotný komfort najlepšie zabezpečovaný pomocou tepelných čerpadiel a nakoniec je to recyklácia a zneškodnenie opotrebených výrobkov.

Kľúčové odporúčania

Vychádzajú z podielu jednotlivých emisií a zo spotreby fosílnych energií budovami. čo je v Európe až 47 %, zatiaľ čo doprava spotrebuje 28 % a výroba elektriny 25 %. Orientácia na budovy je teda jasne zdôvodnená. Predpokladá sa, že kľúčovými dokumentami pre výstavbu nových a renováciu starých budov pre členské štáty EÚ sú národné energetické, klimatické plány (NEKP), ktoré by sa mali zamerať na dekarbonizáciu výroby elektriny a udržateľné vykurovanie a chladenie tepelnými čerpadlami s dôslednou implementáciou najmä EPBD, EED, RES a ďalších nariadení.

Vzťah medzi kvalitou, komfortom a efektívnosťou

Nestačí ekodizajnom zamedziť prístup energeticky neefektívnym výrobkom na trh. Tieto energeticky efektívne výrobky treba správne nainštalovať, ovládať, monitorovať, prevádzkovať a nakoniec recyklovať alebo zneškodniť.

V prevádzke klimatizácie sa často šetrí na výmene filtrov, čistení výmenníkov, kontrole tesnosti a podobne. Výsledkom môže byť nielen zhoršená kvalita vzduchu, teplotný komfort, ale tiež vyššia spotreba energie a predčasné vyradenie klimatizácie z prevádzky.

Sú to všetko staré známe, platné zásady, ktoré sa dookola opakujú. Prichádzajú totiž noví zamestnanci, ktorí nie sú dostatočne vyškolení a ak sa k tomu pridá šetrenie na preventívnej údržbe, pravdepodobnosť havárie systému sa zvyšuje.

Tepelné čerpadlá sú základnou technológiou

Stále viac si politici uvedomujú, že tepelné čerpadlá významne znižujú emisie CO2, zvyšujú energetickú efektívnosť, vedia využívať nárazovo vyrobenú obnoviteľnú elektrinu, vedia nielen vykurovať, vyrobiť teplú vodu, ale aj chladiť a posúvajú budovy pri využití hodinovej metódy priamo do energetickej triedy A0.

Často sa uvádza, že na trhu chýbajú tepelné čerpadlá s malými výkonmi. Počas korona krízy prišla na trh malá rekuperačná jednotka so zabudovaným tepelným čerpadlom, ktorá dokáže vykurovať aj chladiť.

Tepelné čerpadlo v rekuperačnej jednotke s malým výkonom

Obrázok znázorňuje vplyvy vstupujúce do kvality vnútorného prostredia

Kvalita vnútorného vzduchu je ovplyvnená aj kvalitou vonkajšieho vzduchu

Tepelné čerpadlo vzduch nielen teplotne, vlhkostne upravuje ale aj filtruje.

Tepelné čerpadlá verzus zelený plyn

Dekarbonizácia si vyžaduje zvýšiť výrobu vodíka

Krajiny najmä pri severnom mori s veľkým potenciálom na výrobu veternej elektriny elektriny, ale tiež vnútrozemské krajiny Rakúsko, Luxembursko, Švajčiarsko, vyzývajú EK na podporu projektov k výrobe zeleného vodíka. Chcú budovať veterné farmy s vysokým výkonom 10 gigawatov a viac. Následne vyrábať zelený vodík z vody.

Rozlišuje sa sivý, zelený a modrý vodík:

Sivý vodík sa vyrába hlavne so zemným plynom. Tým sa uvoľňuje do vzduchu CO2. Vodík sa môže distribuovať a používať inde ako zdroj energie.
Modrý vodík, zdrojom energie je tiež zemný plyn, ale CO2 vznikajúce pri výrobe vodíka sa extrahuje a ukladá do podzemia.
Zelený vodík, zdrojom energie pri výrobe nie je zemný plyn, ale napríklad veterná energia. V tomto variante sa neuvoľňuje vôbec žiadny CO2.

Chcú dať väčšiu úlohu vodíku

Európska komisia zrejme bude venovať viac pozornosti vodíku, ktorého využívanie v doprave, v priemysle umožňuje dosiahnutie cieľov v oblasti zmeny klímy do roku 2050. Konkrétne ciele by v Európe mali koordinovať technické normy. To je možné prostredníctvom väčšej medzinárodnej spolupráce v rámci Európskej únie.

Holandsko v výrazne podporujúce TČ sa chce stať lídrom aj v oblasti zeleného vodíka, ktorý sa vyrába z obnoviteľných zdrojov, ako je voda, slnko a vietor. Nedávno boli v Groningene predložené plány na zásobovanie miliónov domácností a tovární vodíkom.

Veľká veterná farma (projekt NorthH2) na mori bude vyrábať elektrinu, s ktorou sa má vyrábať vodík. To je prospešné pre podnebie, pretože výrobou vodíka sa do ovzdušia uvoľňuje menej CO2. Podľa výpočtov sa ušetrí približne sedem megaton ročne, čo znamená zníženie holandských emisií o 3,7 percenta. Sú hlasy z Rakúska, že ciele v oblasti klímy (klimatická neutralita v roku 2050) sa nedosiahnu, ak nedôjde ku orientácii na vodík. Tvrdia, že nastal čas na veľké investície, vďaka ktorým bude priemysel, autá a verejná doprava menej znečisťujúca.

Pozícia tepelných čerpadiel

To, že by v budúcnosti existovala plynofikačná sieť s podielom 20 % zeleného vodíka podľa názorov výrobcov neoslabí pozíciu tepelných čerpadiel, ktoré budú stále dominantnou technológiou na vykurovanie a chladenie. Zatiaľ však nie je známa miera, cena rekonštrukcie plynofikačnej siete, plynových kotlov a pod.

Vodík musí byť zelený

Podľa najnovších predpovedí sa kumulatívna inštalovaná kapacita solárnych fotovoltických a veterných elektrární do konca roku 2019 zvýšila na 1 251 GW a do roku 2024 sa tento výkon zdvojnásobí. Keďže sa obnoviteľné zdroje stále rozširujú, predpokladá sa, že budú stále lacnejšie a lacnejšie.

Zelený vodík je dnes v porovnaní s výrobou vodíka z fosílnych palív stále drahý. Podľa rôznych analýz, s cenou elektrickej energie nižšou ako 30 USD / MWh, môže byť výroba zeleného vodíka konkurencieschopná s vodíkom na báze fosílnych palív v Austrálii, Nemecku a Japonsku do roku 2030. Ceny veternej a solárnej elektriny sa na týchto trhoch pohybujú od 53 do 153 USD / MWh. Vyrábať zelený vodík konkurencieschopný s vodíkom na báze zemného plynu je stále problém. To sa môže zmeniť zvyšovaním objemu jeho výroby.

Vyrobený vodík elektrolýzou z vody elektrinou vyrobenou veternými, solárnymi elektrárňami má byť využívaný najmä v priemysle a v doprave

Vodík na vykurovanie je zatiaľ neistý

Vodík je potrebný pre priemysel, dodávky energie, časti dopravy atď. Ak vôbec, tak na konci potenciálneho využívania je vykurovanie.

V závislosti od kvality plynu umožňujú technické požiadavky (tzv. Wobbeho index) maximálne 10 - 20 obj. % H2 v zmesi so zemným plynom.
Výrobcovia zatiaľ nepotvrdzujú pripravenosť existujúcich kotlov na 20 obj. %, ale navrhujú dobrovoľné označenie nového kotla v ekodizajne od roku 2025!
Zmes 20 obj. % vodíka nahrádza energetický obsah fosílnych plynov iba o 7-8 %. To znamená, že 20 obj. % H2 ušetrí asi 8 % GHG (!) a to len v prípade, ak ide o zelený vodík !!!
Platí to iba pre situáciu, ak by všetky plynové kotly, ktoré sú pripojené k plynovej sieti, mohli používať 20 % obj. H2.

Vodík zatiaľ nie je pripravený prispievať k cieľom 2030 a 2040 v odvetví vykurovania a to vrátane hybridných tepelných čerpadiel. Vybudovanie vodíkovej infraštruktúry na vykurovanie budov by bolo pravdepodobne šialene drahé. Miešanie až 20 % vodíka do plynových sietí na vykurovanie zatiaľ nie je rozumným riešením. Bioplyn (zelený plyn) nahradí fosílne plyny na niektoré účely, pravdepodobne v niektorých odvetviach priemyslu a dopravy. Nebude však k dispozícii dostatok bioplynu, ktorý by nahradil veľké množstvo fosílneho plynu, ktoré sa dnes používa. Pravdepodobne nie je reálne, že bioplyn bude dlhodobým riešením na vykurovanie budov.

Záver: Pri riešené zmeny klímy, musíme presadzovať obnoviteľné a ekologické riešenia a nie riešenia, ktoré podporujú ďalšie využívanie a investície do fosílnej infraštruktúry, akým je napríklad šedý vodík.

Viac informácií nájdete v časopise Správy 6/2020