Povinně vyšší účinnost elektromotorů sníží náklady za provoz technických zařízení budov

Do 30. června 2021 platilo v oblasti elektromotorů a pohonů s proměnnými otáčkami, které pracují s napětím 50 až 1 000 V, Nařízení Komise (EU) č. 640/2009, které po svém zavedení přineslo v EU každoroční úsporu cca 57 TWh elektrické energie.

Na výše uvedené nařízení navázalo Nařízení Komise (EU) 2019/1781 stanovilo přísnější požadavky na ekodesign pro uvádění elektromotorů a pohonů s proměnnými otáčkami na trh nebo do provozu, včetně případů, kdy jsou integrovány do jiných výrobků. Toto nařízení bylo zveřejněno 21. října 2019 a je účinné od 1. července 2021. Nařízení je závazné v celém svém rozsahu a přímo použitelné ve všech členských státech. V praxi byl vliv nařízení rozdělen na dvě fáze.

Od 1. července 2021

1. energetická účinnost třífázových motorů se jmenovitým výkonem rovným 0,75 kW nebo vyšším, ale nejvýše 1 000 kW se dvěma, čtyřmi, šesti nebo osmi póly, které nejsou motory se zajištěným provedením Ex eb (elektromotory do prostředí s nebezpečím výbuchu), musí odpovídat alespoň úrovni účinnosti IE3 stanovené v tabulce 2;
2. energetická účinnost třífázových motorů se jmenovitým výkonem rovným 0,12 kW nebo vyšším, ale nižším než 0,75 kW se dvěma, čtyřmi, šesti nebo osmi póly, které nejsou motory se zajištěným provedením Ex eb, musí odpovídat alespoň úrovni účinnosti IE2 stanovené v tabulce 1;

Názorně jsou požadavky vyznačeny v grafu 1.

Graf 1: Požadavky na minimální účinnost třífázových elektromotorů a pohonů s proměnnými otáčkami podle Nařízení Komise (EU) 2019/1781 od 1. 7. 2021 podle počtu pólů motoru (svislá osa) a výkonu (vodorovná osa, kW) (Copy: TZB-info)

Obr. Příkladem výrobků, jejichž pohon má vyšší účinnost IE5, než vyžaduje nové nařízení, je nová generace svislých vícestupňových čerpadel Wilo-Helix2.0-VE určená pro použití ve studené vodě ve velkých budovách.

Od 1. července 2023

1. energetická účinnost motorů se zajištěným provedením Ex eb (elektromotory do prostředí s nebezpečím výbuchu) se jmenovitým výkonem rovným 0,12 kW nebo vyšším, ale nejvýše 1 000 kW se dvěma, čtyřmi, šesti nebo osmi póly a jednofázových motorů se jmenovitým výkonem rovným 0,12 kW nebo vyšším musí odpovídat alespoň úrovni účinnosti IE2 stanovené v tabulce 1;
2. energetická účinnost třífázových motorů, které nejsou brzdovými motory, motory se zajištěným provedením Ex eb ani jinými motory s nevýbušným provedením, se jmenovitým výkonem rovným 75 kW nebo vyšším, ale nejvýše 200 kW se dvěma, čtyřmi nebo šesti póly musí odpovídat alespoň úrovni účinnosti IE4 stanovené v tabulce 3.

V tabulkách, na které je výše odkazováno, jsou uvedeny minimální účinnosti odstupňovaně podle konkrétních výkonů a pro odvození hodnoty mezi dvěma výkony je v tabulkách uveden matematický vzorec.

Názornější představu o aktuálním stavu požadavků na nejnižší možnou třídu účinnosti pro uvedení na trh v EU ukazují grafy 2 a 3.

Graf 2: Požadavky na minimální účinnost nevýbušných (Ex eb) a jednofázových elektromotorů a pohonů s proměnnými otáčkami podle Nařízení Komise (EU) 2019/1781 od 1. 7. 2023 podle počtu pólů motoru (svislá osa) a výkonu (vodorovná osa, kW) (Copy: TZB-info)

Graf 3: Požadavky na minimální účinnost třífázových elektromotorů a pohonů s proměnnými otáčkami podle Nařízení Komise (EU) 2019/1781 od 1. 7. 2023 podle počtu pólů motoru (svislá osa) a výkonu (vodorovná osa, kW) (Copy: TZB-info)

Aktuálně tedy platí:

• Ve druhé fázi, od 1. července 2023, tedy došlo k vyčlenění skupiny třífázových motorů o jmenovitém výkonu od 75 do 200 kW s počty pólů 2, 4 a 6, u kterých byla minimální účinnost zvýšena ze třídy IE3 na třídu IE4.
• Dále byla zavedena třída účinnosti IE2 i pro motory do prostředí s nebezpečím výbuchu typu Ex eb se jmenovitým výkonem od 0,12 kW do 1 000 kW, které minimální účinnost předepsánu neměly.
• Nejširší veřejnost se v různých zařízeních setká nejvíce s jednofázovými motory s výkonem 0,12 kW a výše, u kterých je nyní požadována minimální účinnost třídy IE2.

Konkrétní projevy nařízení v oblasti čerpadel

Obr. Možnost využít vyšší účinnost IE5, než nařizuje nařízení, nabízí i automatické stanice Wilo-SiBoost2.0 Smart Helix VE , které zabezpečují spolehlivé zásobování vodou ve velkých budovách.

Je známou skutečností, že špičkoví výrobci čerpadel se u některých již několik let mohou oprávněně chlubit nejvyšší účinností třídy IE4, dokonce i IE5. Nejprve se tyto inovace objevily u čerpadel vyžadujících větší výkony, neboť se jednalo o cenově dražší řešení a pouze u nich bylo možné dosáhnout vyhovující ekonomické návratnosti vzhledem k úsporám energie. S vylepšováním výrobních a konstrukčních technologií a se zlevňováním elektronických řídicích systémů se vyšší třída účinnosti IE4 postupně rozšiřovala i do zařízení menších až malých výkonů. A tak ji dnes můžeme najít v technické specifikaci i relativně malých oběhových čerpadel pro otopné soustavy rodinných domů.

Zpřísněné požadavky na účinnost elektromotorů a pohonů s proměnnými otáčkami se v oblasti čerpací techniky pro veřejnost nejzřetelněji projeví u jednofázových zařízení. To jsou například všechna domovní a zahradní čerpadla a domácí vodárny. Nařízení však musí respektovat i výrobci praček aj. Od 1. 7. 2023 smí být taková zařízení obsahující na trh uváděna jen tehdy, pokud splní požadavky třídy IE 2 a vyšší.

Povinnosti výrobců včetně povinnosti označit motor jako náhradní díl

Povinnosti, které přineslo nařízení, jsou závazné pro výrobce působící v rámci EU a rovněž pro dovozce zařízení ze zemí mimo EU. Obchod může zařízení, která odpovídají podmínkám na účinnost platným do 1. 7. 2023, ale již neplnící podmínky od 1. 7. 2030, dále prodávat ze svých zásob k 30. 6. 2023.

Článek 2. Oblast působnosti, specifikuje, kterých motorů a pohonů se nařízení netýká a případně specifikuje, za jakých okolností vynětí platí. V článku 2, písmeno m) se v tomto smyslu uvádí:

m) motory uvedené na trh před dnem 1. července 2029 jako náhrada za totožné motory integrované do výrobků uvedených na trh před dnem 1. července 2022 a specificky takto prodávané;

V této souvislosti lze za zásadní považovat následný doplněk: U motorů vyňatých z požadavků na účinnost v souladu s čl. 2 odst. 2 písm. m) tohoto nařízení musí být na motoru nebo na jeho obalu a v dokumentaci jasně uveden nápis „Motor k použití výhradně jako náhradní díl pro“ a výrobek (výrobky), pro které je určen.

Přechodná doba možnosti dodávek elektromotorů a pohonů s nižší účinností, ale pouze jako náhradních dílů k přesně definovanému zařízení končí 1. července 2029.

Podobné opatření o přechodné době platilo podle předchozího Nařízení Komise (ES) č. 641/2009 pro oběhová čerpadla, takto:

b) oběhová čerpadla vestavěná ve výrobcích a uvedená na trh nejpozději 1. ledna 2020 náhradou za identická oběhová čerpadla vestavěná ve výrobcích a uvedená na trh nejpozději 1. srpna 2015. Na náhradním výrobku nebo jeho obalu musí být jasně uvedeno, k jakému výrobku/jakým výrobkům je určen.

Změny v nabídce na českém trhu - vyjádření výrobce

Požádali jsme za redakci TZB-info jednoho z vedoucích dodavatelů čerpací techniky o komentář, jak se jeho nabídky zpřísnění požadavků dotklo a jak na ně reagovali. Za společnost WILO CS nám odpověděl Ing. Jan Matějovský:
„I my jsme museli inovovat používané elektromotory a pohony, abychom splnili požadavky na jejich vyšší účinnost. Nicméně u mnoha produktových řad jdeme dále než nařizuje legislativa. A to hlavně u čerpadel s mnohakilowatovými motory, které běží v podstatě non-stop. Zde zákazník zásadním způsobem pocítí úspory energie vyplývající z nejvyšší třídy účinnosti.
Změny se však týkají i sortimentu zahradních čerpadel a domácích vodáren. Na tomto segmentu trhu čerpací techniky působí mnoho dodavatelů a výrobců a z různých zemí a není automaticky dané, že výrobky s nižší účinností okamžitě z trhu zmizí. Běžný spotřebitel by se proto měl ve vlastním zájmu velmi aktivně zajímat o úspornost vybíraného zařízení a nejít pouze po atraktivní ceně. Cena spotřebované elektřiny hraje v souhrnných nákladech na čerpání stále významnějí roli.“

Závěr

Cena elektrické energie hraje zásadní roli v ekonomickém hodnocení provozu elektrických motorů, a tedy i zařízení, která je obsahují. Vzhledem k životnosti motorů je požadavek na zvýšení účinnosti ekonomicky opodstatněný a není tedy jen důsledkem snahy snížit uhlíkovou stopu a politickým tlakem. I v oblasti malých oběhových čerpadel lze záměnou neúčinného čerpadla za čerpadlo třídy IE4 dosáhnout krátké doby návratnosti v řádu několika let. Problematika se však netýká jen čerpadel, ať již jsou samostatná nebo vestavěná do zařízení. V oblasti TZB jde například i o ventilátory, může se to týkat i kompresorů aj.

Motivem k modernizaci zařízení s energeticky neefektivními elektrickými pohony může být i hodnocení činnosti firmy podle ESG, tedy s ohledem na nové požadavky v oblasti společenské odpovědnosti, správy a řízení podniků a ekologické udržitelnosti, což souvisí i se snížením negativního dopadu spotřeby energií na životní prostředí. Evropská směrnice řešící problematiku ESG byla schválena. Zavedení povinného výkaznictví v České republice se předpokládá okolo roku 2025. Již nyní si však některé firmy ESG zpracovávají.