Energetický audit a monitoring v priemyselných budovách

1. Úvod

Energetický audit a monitoring priemyselných budov predstavuje významné aktivity pri zabezpečení optimálnej energetickej náročnosti prevádzky budov. Kým energetický audit nám dáva na základe opisu existujúceho stavu budov reálny pohľad na ich energetickú náročnosť, potom energetický monitoring vychádzajúc z realizácie energeticky úsporných opatrení je nástrojom energeticky efektívnej prevádzky.

Hlavnými nástrojmi sú energetické audity budov, prostredníctvom ktorých je možné získať transparentnejšie databázy údajov o spotrebe energie /teplo, elektrina../, ale aj určitý systémový pohľad na špecifikáciu energeticky úsporných opatrení, čiže na zníženie nákladov na strane jednej a pozitívnom vplyve na životné prostredie na strane druhej.

2. Energetický audit priemyselných budov

2.1 Energetický audit v priemysle

Audit, tak ako už bolo uvedené v základných definíciách, je systematický, nezávislý a zdokumentovaný proces získavania objektívnych skutočností na určenie do akej miery sú splnené kritériá auditu. Rámec auditu stanovuje rozsah a hranice auditu, teda do akej miery a hĺbky treba jednotlivé procesy zdokumentovať a k čomu majú slúžiť.

Pod rámcom auditu si môžeme predstaviť:

• Technické vybavenie pre ktoré má byť audit vykonaný
• Procesy a funkcie, ktoré majú byť predmetom auditu.

Vychádzajúc z uvedeného je potrebné špecifikovať potrebné údaje. Teda overiteľné informácie, záznamy alebo výkazy o predmetnej skutočnosti, ktoré je možné získať:

• Štúdiom firemnej dokumentácie
• Rozhovormi s vedením a zamestnancami
• Osobnou návštevou prevádzky
• Overovacou kontrolou informácií

Kritériami auditu môžu byť rôzne ukazovatele a parametre /politiky, praktiky, postupy, požiadavky.../, voči ktorým audítor porovnáva zhromaždené dôkazné informácie a predmete auditu.

Takže takýmito kritériami sú napríklad:

• Firemná dokumentácia
• Energetické smernice a nariadenia
• Zmluvné požiadavky
• Technické normy energetického manažmentu /ISO 50001/

Následne dochádza ku vyhodnoteniu zhromaždených dôkazov a ich porovnaniu s dohodnutými kritériami auditu.

2.2. Energetický audit budov

Energetický audit je komplexným technicko-ekonomickým posúdením budovy, ktorý zahŕňa jej inšpekciu, analýzu a vyhodnotenie existujúceho stavu a návrh rôznych opatrení, ktorých realizáciou môže dôjsť k zníženiu spotreby energie a k zlepšeniu vnútornej klímy budovy. Výsledky sa prezentujú v správe z energetického auditu, ktorá opisuje odporúčané opatrenia s príslušnými potrebnými investíciami, vyčíslením úspor ako i zisku.

Pri energetickom audite, ktorý je interdisciplinárny, sa musia vyhodnotiť všetky faktory ovplyvňujúce spotrebu energie a vnútornú klímu budov. Ide o:

1. obvodový plášť budovy,
2. vykurovací systém,
3. systém vetrania, klimatizácie a chladenia,
4. systém prípravy teplej vody,
5. osvetľovací systém,
6. automatická regulácia,
7. iné zariadenia.

Do úvahy treba brať i to, ako sa budova v skutočnosti prevádzkuje a používa, a takisto jej energetické systémy a zariadenia.

Každá budova je jedinečná, preto sa musí každý projekt energetického auditu budov spracovať osobitne s cieľom nájsť individuálne energeticky úsporné možnosti. Vlastník budovy môže mať rozličné plány na obnovu budovy a rôzne požiadavky na zisk z energeticky úsporných opatrení (maximálnu návratnosť). Preto je potrebné nájsť nielen možnosti, ale aj zvážiť ekonomické dôsledky projektu skôr, ako sa bude venovať čas podrobnejšiemu prieskumu. Projekt by sa mal spracovávať krok za krokom. Výsledky každého kroku by sa mali vyhodnotiť a následne urobiť rozhodnutie, či je alebo nie je výhodné pokračovať v procese ďalej.

Celkový proces prípravy projektu možno rozdeliť, ako to znázorňuje schéma na Obr. 1., do 6 hlavných krokov, a to:

1. identifikácia,
2. prehliadka,
3. energetický audit,
4. podnikateľský plán,
5. realizácia,
6. prevádzka.

Kým energetický audit nám dáva na základe opisu existujúceho stavu objektu/procesu reálny pohľad na ich energetickú náročnosť, potom energetický manažment vychádzajúc z realizácie energeticky úsporných opatrení je nástrojom zabezpečenia energeticky efektívnej prevádzky.

3. Energetický manažment v priemysle

Systémy energetického manažmentu sú dôležitou súčasťou procesov, ktoré vychádzajúc z auditu umožňujú zabezpečiť energeticky efektívne riadenie prevádzky v riemyselnom objekte, teda tak výrobných procesov ako aj technických systémov zabezpečujúcich požadované mikroklimatické podmienky.

3.1 Ciele

Hlavnými cieľmi zavádzania systémov energetického manažmentu do praxe v priemysle na základe dostupných základných informácií sú:

• odkrytie slabých miest
• minimalizácia rizík
• redukcia nákladov
• motivácia spolupracovníkov
• strategický vývoj.

Dôvodmi pre zavádzanie systémov energetického manažmentu do prevádzky sú:

• udržateľné hospodárstvo
• zníženie nákladov na energie
• zlepšenie externého vnímania podniku.

Postupy pre systémy energetického manažmentu sú požadované v medzinárodnej norme ISO EN 50001, ako spoločnej technickej normy v rámci CEN i CENELEC.

3.2 Postupy

Systémy energetického manažmentu sú založené na skúsenostiach v cykle PDCA, teda Plan – Do – Check – Act. Obsah pozostáva z uvedených 4 činností, ktoré prezentujú určitú energetickú politiku podniku.

1. PLAN/Určenie plánu
2. DO/Vykonanie plánu
3. CHECK/Kontrola prevádzky
4. ACT/Optimalizácia prevádzky

3.3 Prínosy

Energetický manažment predstavuje užitočný nástroj nielen po realizácii energeticky úsporného projektu, ale i počas celej životnosti budovy. Cieľom energetického manažmentu je vyhnúť sa nadmernej spotrebe energie a vody a umožniť vlastníkovi budovy a personálu prevádzky a údržby dosiahnuť:

• presnejšiu prevádzku technických zariadení budovy,
• zdokumentovanie výsledkov z energeticky efektívnych opatrení,
• určenie budov s vysokým potenciálom energetických úspor,
• rýchlu návratnosť ako dôsledok zmien prevádzkových podmienok,
• zvýšenie uvedomenia si možnosti úspor energie,
• lepšiu bilanciu nákladov na energiu a vodu.

4. Energetický monitoring budov

Vyhodnotením množstva energeticky úsporných projektov sa zistilo, že po jenom až dvoch rokoch spotreba energie začne znova stúpať. Niekedy spotreba energie dosiahla úroveň pred projektom energetických úspor až po troch až piatich rokoch. Rovnaký vývoj sa zaznamenal po niekoľkých rokoch aj v prípade nových budov.

Aby sa vyriešili tieto problémy, musia sa uplatniť postupy energetického manažmentu. Energetický monitoring je riadiacim nástrojom na permanentné udržiavanie spotreby energie na správnej úrovni. Systém je založený na periodických (týždenných) odpočtoch spotreby energie a záznamoch zodpovedajúcej priemernej vonkajšej teploty.

Energetický monitoring predstavuje užitočný nástroj pre budovu nielen po realizácii energeticky úsporného projektu, ale počas celej životnosti budovy. Cieľom energetického manažmentu je vyhnúť sa nadmernej spotrebe energie a vody a umožniť vlastníkovi budovy a personálu prevádzky a údržby dosiahnuť:

• presnejšiu prevádzku technických zariadení budovy,
• zdokumentovanie výsledkov z energeticky efektívnych opatrení,
• určenie budov s vysokým potenciálom energetických úspor,
• rýchlu návratnosť ako dôsledok zmien prevádzkových podmienok,
• zvýšenie uvedomenia si možnosti úspor energie,
• lepšiu bilanciu nákladov na energiu a vodu.

Základný nástroj systému energetického manažmentu tvorí energeticko-teplotný diagram – ET-diagram. Uplatnenie systému energetického monitoringu, ktorý je založený na metodológii ET-krivky, by sa mal urobiť v týchto krokoch:

• odpočítať týždenné hodnoty z meračov spotreby energií a vypočítať špecifickú spotrebu energie^*,
• zaznamenávať priemerné týždenné vonkajšie teploty za rovnaké obdobia,
• naniesť získané týždenné hodnoty do ET-grafu, aby sa určila ET-krivka,
• odchýlky od ET-krivky poukazujú na možné poruchy zariadení alebo zlé nastavenie parametrov zariadení. Je nevyhnutné nájsť príčinu odchýlok a odstrániť ju.

Pri vytváraní postupov pre energetický monitoring sa sleduje dosiahnutie troch cieľov:

1. Zabezpečiť vhodné prevádzkové podmienky v budove.
2. Udržiavať prevádzkové náklady, vrátane nákladov na energie na čo najnižšej permanentnej úrovni.
3. Predchádzať veľkým a drahým opravám.

Práve pravidelnou údržbou sa možno vyhnúť veľkým a drahým opravám, ako aj sekundárnym nákladom, ktoré vyplývajú z prerušenia prevádzky. Taktiež sa tým prispeje k skvalitneniu vnútornej klímy.

Za prínosy po zavedení systémov energetického monitoringu možno považovať:

1. Zníženie nákladov a pozitívny vplyv na životné prostredie
2. Transparentnejšia databáza údajov, systematická identifikácia možností úspor
3. Zohľadnenie interakcií rôznych energeticky úsporných opatrení
4. Zapojenie do aktivít vačšieho množstva spolupracovníkov
5. Spôsobuje dôveryhodnosť navonok, image a dobrú reputáciu.

Medzinárodné skúsenosti so zavedením energetického monitoringu ako samostatného opatrenia ukázali, že dosiahnuté úspory v spotrebe energie a vody sa pohybujú medzi 5 až 15 %. Tento postup si vyžaduje, aby sa podnikli kroky len v prípade odchýlok od požadovaných hodnôt, ktoré sú odporúčané.

5. Záver

Aby potenciál energeticky úsporných opatrení v dnešnej dobe okolo 50 % bol po ich implementácií aj dosiahnutý sa nedá zabezpečiť inak, ako len permanentným sledovaním energetickej spotreby – monitoringom, následným vyhodnocovaním – analýzou, a na záver prijatím akčných opatrení – manažmentom. Iba touto cestou vieme dosiahnúť, aby sa teoreticky vypočítané úspory stali aj reálnymi a to v priebehu životného cyklu budovy vrátane jej energetických systémov.

Poďakovanie

Táto práca bola podporená MŠVVŠ SR prostredníctvom grantu VEGA 1/0304/21.

Literatúra

1. Directive 2006/32/EC of the European Parliament and of the Council of 5 April 2006 on energy end-use efficiency and energy services and repealing Council Directive 93/76/EEC.
2. Directive 2010/31/EU of the European Parliament and of the Council of 19 May 2010 on the energy performance of buildings (recast).
3. ISO 50001:2011: Systémy energetického manažmentu.
4. DAHLSVEEN, T., PETRÁŠ, D. a kol.: Energetický audit a certifikácia budov. Bratislava: JAGA GROUP, 2008. 166 s. ISBN 978-80-8076-063-2.
5. EUREM: Študijné materiály.

Tento článek byl ve formě přednášky součástí konference Energetický manažment 2021, kterou uspořádala Slovenská společnost pro techniku prostředí.