Alternativní zdroje energie pro nulové budovy v centru pozornosti

Výstavba budov dnes

Pozvánka ke stažení zde

Trend výstavby budov směrem k energeticky skutečně téměř nulovým budovám nastavený ve vizi evropské směrnice o energetické náročnosti budov [1] znamená výrazný krok za hranici úrovně pasivních domů, který lze učinit efektivně především využitím obnovitelných zdrojů energie nebo jejich kombinací. Budeme diskutovat současný stav české legislativy, která zůstala v půli této cesty důrazem pouze na zateplení budovy, zatímco využití obnovitelných zdrojů energie zůstalo stranou. Téměř nulová budova v českém pojetí je dobře zateplená budova s plynovým kondenzačním kotlem. V létě 2016 však Evropská komise ve svém doporučení [2] pro státy EU ukázala, že takové řešení je více než pětkrát horší než původní záměr směrnice a ve společné snaze evropských států k proměně výstavby se pohybujeme na konci pelotonu. Takový stav je samozřejmě neudržitelný a můžeme očekávat, že i v českém prostředí začnou obnovitelné zdroje energie v blízké budoucnosti hrát v budovách větší úlohu.

Česká republika stojí v současnosti na poli energeticky úsporné výstavby v podobě „téměř nulových“ budov mimo hlavní evropský proud. Přitom se společně s ostatními státy v Evropě zavazujeme snížit do roku 2030 emise skleníkových plynů o 40 % oproti roku 1990, do roku 2050 pak o celých 80 % [3] a zároveň nově do roku 2030 zvýšit podíl výroby energie z obnovitelných zdrojů na nejméně 35 % (národní cíl pro Českou republiku je 26 %) a také nejméně o 40 % zvýšit energetickou účinnost [4].

Konference, podobně jako v předchozích ročnících, přinese nové poznatky z výzkumu a vývoje v oblasti prvků a systémů využívajících obnovitelné zdroje energie. Výzkum a vývoj v oblasti energetických systémů dnes probíhá v těsné spolupráci mezi průmyslem a akademickou půdou i díky finanční podpoře ze strany státu, ať je to Operační program Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost [5] nebo Technologická agentura České republiky [6]. Jako v každém ročníku budeme dávat důraz na prezentaci funkčních a monitorovaných realizací ze strany firem, ve kterých se daří významně snížit energetickou spotřebu konvenčních paliv a ukázky možností ekonomicky funkčních řešení pro širší rozvoj ve výstavbě.

Na co se můžeme těšit?

Fotovotaické systémy jsou stále přitažlivější. V současnosti však existuje řada nových přístupů k jejich využití a hodnocení, například v oblasti širšího využití fotovoltaiky v bytových domech prostřednictvím budování lokálních distribučních soustav či dodávek z FVE přímým vedením. Bytové domy mají oproti rodinným domům problém s malou dostupnou plochou střechy vzhledem k potřebě energie obyvatel v něm. Jak potom navrhnout optimální poměr mezi plochou střechy vyhrazenou fotovoltaice a plochou pro fototermiku, pro dvě technologie s diametrálně odlišnou účinností (ve prospěch fototermiky) a diametrálně odlišnou využitelností produkované energie (ve prospěch fotovoltaiky)? I tomu se budeme věnovat.

Velice aktuálním tématem se samostatnou přednáškovou sekcí konference je využívání tepelných čerpadel, a zejména v jejich spojení s fotovoltaickými systémy, případně i s levnou sezónní akumulací. Snaha o snížení energetické závislosti na dodávce energie pro vytápění a přípravu teplé vody, spolu s výrazným podílem krytí elektrické energie z OZE může nakonec vést i k naplnění evropských doporučení pro téměř nulové budovy dokonce v reálném provozní bilancování takových systémů a nikoli pouze fiktivních výpočtových bilancí nezohledňujících využitelnost produkce FV systému v budově během roku. V České republice na toto téma běží řada monitorovaných projektů a některé z nich budou prezentovány samostatnými vystoupeními.

Oblasti tepelných čerpadel se úzce dotýká i téma administrativních budov. Na konferenci předpokládáme řadu příspěvků, ve kterých budou ukázány možnosti kombinace provozu tepelných čerpadel pro současné vytápění a chlazení s využitím zemních vrtů a aktivace betonového jádra v budově. Přestože tento způsob energetického zásobování budov se čím dál více stává standardem při projektování administrativních budov (viz nově budovaná centrála ČSOB v Praze nebo již provozovaný objekt Nadace Partnerství v Brně), projektanti mají stále s takovou technologií „problém“ a obavy z regulace provozu a dosažení požadovaného vnitřního prostředí.

Tradičním tématem kroměřížské konference jsou solární tepelné soustavy, které v oblasti obnovitelných zdrojů stále neřekly poslední slovo. Dnes to jsou zralé „dospělé“ systémy, spolehlivé v provozu, do značné míry prefabrikované pro jednoduchou montáž. Jejich výhodou je vysoká účinnost přeměny sluneční energie na využitelné teplo. Nicméně nové technologie kombinující více teplonosných látek jako v případě kapalino-vzduchového kolektoru nebo kombinované fotovoltaicko-tepelné kolektory umožňují zvýšit celkovou produkci energie z jedné plochy při zachování ekonomické náročnosti a jsou příslibem zvýšení využití sluneční energie pro krytí potřeb budov.

Biomasa je tradičním palivem a zdálo by se, že nás na něm těžko může něco nového překvapit. Nicméně v souvislosti v budovami je to stále levný zdroj energie, který celoročně může poskytovat na jedné straně konstantní výkon neovlivněný vnějšími klimatickými podmínkami a na straně druhé s velmi nízkým dopadem na zvyšování emisí skleníkových plynů. Zpřísnění emisních tříd v rámci ekodesignu pak přineslo řadu podnětů i pro výzkum a inovace samotných spalovacích zařízení.

Všechny obnovitelné zdroje energie pro dosažení vysoké efektivity, udržení deklarované životnosti a pro zvýšení využitelnosti produkované energie v budově spolupracují s akumulací energie. U tepelné akumulace stále podceňujeme vliv tepelných ztrát a teplotní stratifikace na efektivitu připojených zdrojů tepla. Další výzkum v této oblasti nám ukáže jak navrhovat vodní zásobníky a jak je efektivně začlenit do hydraulických systémů v budově. Akumulace s fázovou změnou má sice daleko větší potenciál použití ve stavebních konstrukcích, nicméně i pro některé technologie obnovitelných zdrojů může být přínosem. Každopádně akumulátory jsou dnes srdcem soustav s obnovitelnými zdroji a proti jim musí být věnována náležitá pozornost i na naší konferenci.

Kosmický výzkum pro budovy

Jistě ne posledním ve výčtu témat jsou samotné budovy, pro které jsou obnovitelné zdroje vyvíjeny, vyráběny a používány. Právě obnovitelné zdroje mají v řadě případů nižší investiční náročnost na dosažení úspor emisí CO₂ v budovách oproti stavebním opatřením. Hledání ekonomického kompromisu mezi mírou zateplení budovy a využitím obnovitelných zdrojů cílí i na hlavní téma konference: jak dosáhnout téměř nulových budov podle evropských standardů a přitom dosáhnout ekonomicky výhodného řešení? Právě výzkum v oblasti projektů ambiciózních energeticky nulových či plusových budov jako demonstračních objektů může být nakonec tím tahounem inovací pro průmysl, jakým byl kdysi výzkum související s dobýváním vesmíru. Právě díky němu máme dříve drahé kosmické technologie dnes doma nebo v kapse.

Odkazy
[1] Směrnice 2010/31/ES o energetické náročnosti budov, Evropská komise (Brusel), 2010.
[2] Doporučení Komise (EU) 2016/1318 ze dne 29. července 2016 o pokynech na podporu budov s téměř nulovou spotřebou energie a osvědčených postupů k zajištění, aby do roku 2020 byly všechny nové budovy budovami s téměř nulovou spotřebou energie, Brusel 2016.
[3] Roadmap 2050, Evropská komise (Brusel), 2012, ISBN 978-92-79-21798-2
[4] Tisková zpráva výboru ITRE z 28.11.2017, http://www.europarl.europa.eu
[5] Portál operačního programu podnikání a inovace, http://www.oppik.cz
[6] Technologická agentura České republiky, http://www.tacr.cz