Úspory energie a ekonomika vytápění
Ing. Jiří Beranovský, Ph.D., MBA Doc. Ing. Jaromír Vastl, CSc. EkoWATT, o. s., Centrum pro obnovitelné zdroje a úspory energie Teze a podkladové materiály k přednáškám z předmětu „Ekonomika a užití energie“ (X16EUE)
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz,, www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
1
Přehled prezentace • OZE a PEN či PENB • Legislativa EE a OZE • Případové studie EE a OZE
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
2
OZE a ENB • Dle zákona o hospodaření energií 406/2000 v aktuálním znění pozdějších předpisů: – §6a, odst. 4
• (4) Součástí průkazu nové budovy nad 1000 m2 celkové podlahové plochy musí být výsledky posouzení technické, ekologické a ekonomické proveditelnosti alternativních systémů vytápění, kterými jsou – a) decentralizované systémy dodávky energie založené na energii z obnovitelných zdrojů, – b) kombinovaná výroba elektřiny a tepla, – c) dálkové nebo blokové ústřední vytápění, v případě potřeby chlazení, – d) tepelná čerpadla.
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
3
OZE a ENB • Průkaz energetické náročnosti budovy: – Vyhláška 148/2007 Sb., §6, odst. f – Příloha 4 k vyhlášce
• ekologická a ekonomická proveditelnost alternativních systémů a kogenerace u nových budov s podlahovou plochou nad 1 000 m2 – – – – – –
Místní obnovitelný zdroj energie Dálkové vytápění nebo chlazení Tepelné čerpadlo Kogenerace Blokové vytápění nebo chlazení Jiné
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
4
OZE a ENB • Postup a výsledky posouzení: – ekologické – a ekonomické proveditelnosti – technicky dostupných – a vhodných alternativních systémů dodávek energie
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
5
OZE vhodné pro budovy •
Přímá energie Slunce – –
•
Přímé spalování biomasy – – – –
•
Tepelná čerpadla Zemní kolektory
KVET (spalovací motory, Stirlingův motor, mikrokogenerace) – – –
•
Dřevo Pelety Brikety Štěpka
Energie prostředí – –
•
Elektřina (fotovoltaika) Teplo (fototermika)
Biopaliva: oleje, biolíh, bionafta Bioplyn Palivové články (metanol)
Pozn.: BÚNO a s ohledem na sobě-podobnost opatření OZE jako příklady jsou použity i některé menší systémy vhodné např. pro RD, výsledky mohou být horší či lepší, dle okolností uvedených v předchozím.
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
6
OZE a budovy • Ekonomika je velmi individuální – Závisí na účelu budovy • • • • • • • •
RD, BD, Hotel, restaurace Administrativní budova Nemocnice Vzdělávací zařízení Sportovní zařízení Obchodní
– Době využití budovy a způsobu provozu • malá x vyšší spotřeba • škola, muzeum, úřad,... • hotel, ubytovna,...
– Opatření či varianty řešení, se kterými se porovnávají EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
7
Metodika rozhodování • Okrajové podmínky výpočtu – investiční náklady – provozní náklady – současné ceny energií – odhad vývoje ceny paliv – cena peněz – diskont – způsob financování – možnost dotace EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
8
Metodika rozhodování • Výstupy ekonomického hodnocení: – Čistá současná hodnota = NPV [Kč] – Vnitřní výnosové procento = IRR [%] – Prostá doba návratnosti = Ts [roky] – Diskontovaná doba návrat. = Tsd [roky] – Tok hotovosti (Cash flow) = graf
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
9
Metodika rozhodování • Výstupy ekologického hodnocení: – – – – – –
Tuhé látky SO2 NOx CO CxHy CO2
• Emise 1.0 a 2.0 – Emise energetických zařízení, jejich zjišťování a výpočty EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
10
Přehled prezentace • OZE a PEN či PENB • Legislativa EE a OZE • Případové studie EE a OZE
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
11
Státní energetická koncepce a legislativa • Energetický zákon 458/2000 Sb. – Zákon o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů
• Zákon o hospodaření s energií 406/2000 Sb. – Energetické úspory – Obnovitelné zdroje energie (OZE) – Energetické audity EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
12
Energetická legislativa ČR • Zákon 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů: • 475/2005 Sb., – vyhláška, kterou se provádějí některá ustanovení zákona o podpoře OZE
• 502/2005 Sb., – vyhláška o stanovení způsobu vykazování množství elektřiny při společném spalování biomasy a neobnovitelného zdroje.
• 150/2007 Sb., – vyhláška ERÚ o způsobu regulace cen v energetických odvětvích a postupech pro regulaci cen.
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
13
Energetická legislativa ČR • Zákon 180/2005 Sb. – Směrnice 2001/77/ES o elektřině z OZE – 15-ti letá návratnost investice – Národní indikativní cíl 8% zelené elektřiny na hrubé domácí spotřebě elektřiny v r. 2010
• Pevná výkupní cena za kWh – nebo za obchodovatelný „Zelený bonus“
• Zelený bonus potvrzuje původ ekologicky vyrobené energie – a umožňuje diferencovat výkupní cenu pro jednotlivé OZE EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
14
150/2007 Sb. • Výkupní ceny jsou podle § 2, odstavce 11 vyhlášky ERÚ č. 150/2007 Sb. platné po dobu životnosti zařízení. • Touto dobou životnosti se rozumí předpokládaná doba životnosti pro jednotlivé druhy obnovitelných zdrojů, které jsou uvedeny v příloze č. 3 vyhlášky č. 475/2005 Sb., kde se v příloze stanoví, že životnost nové výrobny je u PVE 20 let, u MVE 30 let a u větru a ostatních zdrojů 20 let EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
15
Přehled prezentace • OZE a PEN či PENB • Legislativa EE a OZE • Případové studie EE a OZE
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
16
Případová studie: Fotovoltaická elektrárna • Suma globálního záření dle zeměpisné šířky • Největší rozdíl je cca 17% 945 – 972 kWh/m2 973 – 1000 kWh/m2 2 1001 – 1027 kWh/m 2 1028 – 1055 kWh/m 1056 – 1083 kWh/m2 1084 – 1111 kWh/m2 1112 – 1139 kWh/m2
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
17
Výkupní ceny OZE • Cenového rozhodnutí ERÚ č. 7/2007 ze dne 20. listopadu 2007
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
18
Případová studie: Fotovoltaická elektrárna energie dopadající za měsíc [kWh/m2] sklon 15°
sklon 30°
sklon 45°
sklon 60°
leden
26,9
31,0
33,5
35,1
35,7
35,6
44,8
50,3
39,0
únor
42,3
47,7
51,0
53,1
53,2
50,3
66,8
77,0
59,7
březen
80,2
86,7
89,3
87,6
84,4
77,0
115,2
137,3
106,5
duben
110,5
116,5
117,8
110,2
98,8
84,1
155,7
182,7
141,7
květen
145,0
151,1
149,6
132,1
110,5
84,9
198,6
234,5
181,9
červen
150,1
153,2
149,3
134,9
108,8
81,6
203,7
236,0
183,0
červenec
153,1
159,7
158,1
139,2
115,7
88,0
211,0
247,9
192,2
srpen
133,2
140,9
142,4
132,5
117,7
98,7
191,3
220,9
171,4
září
94,7
103,3
106,7
104,5
100,4
90,8
140,5
163,8
127,0
říjen
59,8
69,0
74,8
78,4
78,8
74,4
100,9
112,1
87,0
listopad
26,9
31,3
33,9
35,6
36,3
36,3
45,7
50,8
39,4
prosinec
21,1
24,6
26,6
28,1
27,9
27,6
38,5
39,9
30,9
1043,9 1114,8 1132,9 1071,4
968,1
829,5
1512,7
1753,3
1359,9
celkem
sklon svislá natáčecí 75° poloha plocha
Super Traxle
Traxle
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
19
Případová studie: Fotovoltaická elektrárna
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
20
Případová studie: Fotovoltaická elektrárna
Fotovoltaicky panel
KYOCERA, typ KC200GHT-2
vertikální úhel nastavení panelů odchylka od jižního směru celkový počet panelů celková plocha PVE max. výkon panelu
ks 2 m Wp
35° 0° 24 34 200
účinnost panelů účinnost konvertoru celkem instalovaný výkon
% % kWp
14,00% 93,50% 4,5
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
21
Případová studie: Fotovoltaická elektrárna • • • • • •
Instalovaný výkon 4,5 kWp Roční výroba 4922 kWh Investiční náklady: 684 000 Kč včetně DPH Provozní náklady 700 Kč/rok včetně DPH Zelený bonus => výnos 65 553 Kč/rok Bez „zeleného bonusu“ nenávratné ! Hodnotící kritéria
Čistá současná hodnota Vnitřní výnosové procento Doba splacení (prostá) Doba splacení (diskontovaná) Rok hodnocení Doba životnosti (hodnocení) Diskont
247,11 11,10% 10 14 2007 25 7,00 %
tis. Kč let let
NPV IRR Ts Tsd
let
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
22
Fototermický systém RD • • • • • • •
Původně: ZP + zásobník na elektřinu Příprava TV 300 l Ohřev bazénu 80 l (průtokový ohřívač) Investiční náklady 90 350 Kč včetně DPH Provozní náklady cca 360 Kč/rok Roční výroba: 15,8 GJ <=> 4381 kWh Úspora provozních nákladů 5 696 Kč proti ZP a elektřině
Kolektor
KPS1-ALP
Plocha jednoho solárního kolektoru Počet solárních kolektorů: Celková plocha solárních kolektorů
2
m ks 2 m
2,32 3 6,96
Počet trvale žijících osob Objem zásobníku
osob l
4 300
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
23
Fototermický systém RD měsíc Leden Únor Březen Duben Květen Červen Červenec Srpen Září Říjen Listopad Prosinec Suma Teoretická účinnost kolektoru*
Potřeba tepla celkem kWh 533,2 481,6 533,2 516,0 533,2 516,0 533,2 533,2 516,0 533,2 516,0 533,2 6 278,0
Teplo ze solárních kolektorů kWh
Teplo nevyužité
48,7 158,7 319,5 455,2 560,3 590,9 670,9 646,6 529,7 303,5 81,4 16,0 4381,3
0,0 0,0 0,0 0,0 27,1 74,9 137,7 113,4 13,7 0,0 0,0 0,0 366,8
kWh
Teplo, které je nutno dodat z bivalent. zdroje kWh 484,5 322,9 213,7 60,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 229,7 434,6 517,2 2 263,4 91,6%
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
24
Fototermický systém RD • Energetická bilance solárního systému
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
25
Fototermický systém RD • •
Minimální cena energie při splacení za 20 let => 1,4 Kč/kWh => 388 Kč/GJ Záleží na ceně ušlé příležitosti (opportunity costs)
Instalovaný tepelný (elektrický) výkon celkem z toho: obnovitelný zdroj Výroba tepla celkem z toho: obnovitelný zdroj Roční využití celkového instalovaného výkonu z toho: obnovitelný zdroj Roční spotřeba elektrické energie z toho: obnovitelný zdroj
kW kW kWh/rok kWh/rok hod/rok hod/rok kWh/rok kWh/rok
max 8 max 6,4 6 278,0 4 381,3 1 469 684 2 321,4 58
Hodnotící kritéria Čistá současná hodnota Vnitřní výnosové procento Doba splacení (prostá) Doba splacení (diskontovaná) Rok hodnocení Doba životnosti (hodnocení) Diskont
-7,79 1,97% 17 > Tž 2007 20 3,00 %
tis. Kč let let
NPV IRR Ts Tsd
let
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
26
Solární systém • Ohřev vody, 4 osoby, 3 kolektory Potřeba tepla na TUV
Energie z energie jiného ze Využitelná zdroje vyrobená Celkem Slunce energie Využitelná energie ze
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Využitelná energie ze Celkem vyrobená energie Slunce Potřeba tepla na TUV Energie z jiného zdroje XI.
3
VIII. IX. IX. IX. X. X. XI. X. XI.
2
VIII. VII. VIII.
Sluncevyrobená Celkem Potřeba tepla na energie Celkem TUV vyrobená energie Potřeba tepla na TUV Potřeba tepla na TUV Potřeba tepla na TUV
Měsíc Měsíc Měsíc I.I. I. II. II. II. III. III. III. IV. IV. IV. V. V. V.VI. VI. VI.VII. VII.
500 500 450 450 450 500 400 400 350 400 350 300 300 250 300 250 200 200 150 200 100 150 50 50 100 100 0 0 50 0 0 1
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
27
Solární systém • Ohřev vody, 4 osoby, 6 kolektorů 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
Energie z jiného zdroje Využitelná energie ze Slunce Celkem vyrobená energie Potřeba tepla na TUV
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Energie z jiného zdroje 10
11
12
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
28
Solární systém • Ohřev vody - porovnání
Potřeba Vyrobeno celkem Lze využít Zbývá dodat
3 kolektory 6 kolektorů 4964 4964 kWh 3210 6421 kWh 3063 1901
3779 kWh 1185 kWh
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
29
Solární systém • Vytápění a ohřev vody, 4 kolektory 1200 Energie z jiného zdroje
1000
Využitelná energie ze Slunce
800 600
Celkem vyrobená energie
400
Potřeba tepla 200 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Energie z jiného zdroje 11
12
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
30
Solární systém • Vytápění a ohřev vody, 8 kolektorů 1400 Energie z jiného zdroje
1200 1000
Využitelná energie ze Slunce
800
Celkem vyrobená energie
600 400
Potřeba tepla
200 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Energie z jiného zdroje 11
12
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
31
Solární systém • Vytápění a ohřev vody, 12 kolektorů 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
Energie z jiného zdroje Využitelná energie ze Slunce Celkem vyrobená energie Potřeba tepla
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Energie z jiného zdroje 11
12
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
32
Solární systém • Vytápění a ohřev vody - porovnání
Potřeba Vyrobeno celkem Lze využít Zbývá dodat
4 kolektory 6050 4281
8 kolektorů 6050 8561
12 kolektorů 6050 12841
kWh kWh
2736 3314
3285 2765
3584 2466
kWh kWh
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
33
Biomasa
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
34
Biomasa
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
35
Biomasa
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
36
Kotel na peletky v RD • • • • • •
Původní kotel na HU Kotel na peletky 24 kW Investiční náklady 80 000 Kč včetně DPH Provozní náklady: 55 500 Kč/rok Roční výroba 171 GJ/rok Úspora proti HU pouze 4794 Kč/rok
Potřeba tepla na vytápění Celková tepelná ztráta Q c Vnitřní prům ěrná výpočtová teplota T is Vnější prům ěrná teplota během topné sezóny T es Vnější nejnižší výpočtová teplota T e Počet dnů topné sezóny Denostupně D Celkový opravný koeficient f c Roční potřeba tepla na vytápění
kW °C °C °C dny dny°C kW h/rok
18,52 20,0 4,3 -12,0 225 3 533 0,80 39 253
GJ
141,3
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
37
Kotel na peletky v RD • Minimální cena energie 370 Kč/GJ • 4794 Kč/rok / 171 GJ = 28 Kč/GJ
Hodnotící kritéria Čistá současná hodnota Vnitřní výnosové procento Doba splacení (prostá) Doba splacení (diskontovaná) Rok hodnocení Doba životnosti (hodnocení) Diskont
-0,00 3,00% 12 > Tž 2007 15 3,00 %
tis. Kč let let
NPV IRR Ts Tsd
let
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
38
Biomasa v RD Stručný popis zastavěná plocha celková plocha obytná plocha Energetická bilance tepelná ztráta měrná potřeba tepla na vytápění potřeba tepla na vytápění
113,4 m2 227,0 m2 181,6 m2
objem 762,1 m3 geometrická charakteristika 0,68 počet osob 4
(kW) (kWh/m2 obyt. plochy) (kWh/rok) (GJ/rok)
10,5 133,3 24 206 87,1
Krb či kamna s krbovou vložkou
Kotel na zplyňování dřeva
Kotel na pelety
palivo
palivové dříví
palivové dříví
dřevěné pelety
výkon
12 kW
7-13,5 kW
4,5-15 kW
průměrná roční účinnost
50%
75%
85%
cena paliva
0,9 (kč/kg)
0,9 (kč/kg)
3,4 (kč/kg)
výpočtová výhřevnost
14,6 (MJ/kg)
14,6 (MJ/kg)
18,5 (MJ/kg)
potřeba paliva na vytápění
11 937 (kg)
7 958 (kg)
5 542 (kg)
celkové investiční náklady
32 235 Kč
13 594 Kč
110 343 Kč
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné a efektivní ívání energie18- 841 The(Kč/rok) RES & EE Centre obnoviteln efektivní 7využ vyu náklady na palivo za rok é zdroje 10 743 (Kč/rok) 162ž(Kč/rok) © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
39
Tepelné čerpadlo v RD • Tepelné čerpadlo vzduch – voda • Bivalentní zdroj 9,5 / 11,5 kW elektrokotel • Investiční náklady 341 000 Kč včetně DPH • Úspora proti vytápění elektřinou 21 328 Kč/rok • Roční výroba 59 GJ/rok Tepelná ztráta budovy
10,4 kW
Výkon TČ
6,52 kW
Podíl TČ při te -15°C Podíl TČ na výrobě tepla pro vytápění TČ dodá na vytápění TČ dodá na TV TČ dodá celkem Kotel dodá na vytápění
62% 87% 16 401 kWh/rok
59,0 GJ/rok
0 kWh/rok
0,0 GJ/rok
16 401 kWh/rok
59,0 GJ/rok
2 451 kWh/rok
8,8 GJ/rok
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
40
Tepelné čerpadlo v RD
•
Minimální cena energie 270 Kč/GJ Hodnotící kritéria
Čistá současná hodnota Vnitřní výnosové procento Doba splacení (prostá) Doba splacení (diskontovaná) Rok hodnocení Doba životnosti (hodnocení) Diskont
151,12 6,08% 14 | 16 20 2007 30 3,00 %
tis. Kč let let
NPV IRR Ts Tsd
let
Instalovaný tepelný (elektrický) výkon celkem kW 20,2 z toho: obnovitelný zdroj kW 6,5 Výroba tepla celkem kWh/rok 23 560 z toho: obnovitelný zdroj kWh/rok 16 401 Roční využití celkového instalovaného výkonu hod/rok 1 165 z toho: obnovitelný zdroj hod/rok 2 515 Roční spotřeba elektrické energie kWh/rok 13 527 z toho: obnovitelný zdroj kWh/rok 5 232 EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
41
Nízkoenergetický x pasivní dům • Tajemných 50, magických 15...kWh/m2.rok
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
42
Potřeba energií pro vytápění 40 000 35 000
ztráty ve zdroji
30 000 25 000
potřeba tepla na větrání (ztráty větráním)
20 000 15 000
potřeba tepla na vytápění (ztráty prostupem)
10 000 5 000 kWh
0
běžný dům
nízkoenergetický
pasivní
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
43
Spotřeba energií pro vytápění 40000
spotřeba tepla v palivu
toto se platí!
35000 30000 25000
zisky od osob
20000
pasivní solární zisky (okny, prosklením) ztráty ve zdroji
15000 10000
potřeba tepla na větrání (ztráty větráním) potřeba tepla na vytápění (ztráty prostupem)
5000 kWh
zisk z rekuperace tepla z větracího vzduchu zisk zemního výměníku tepla zisky od spotřebičů
0 běžný dům
nízkoenergetický
pasivní
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
44
tis. kWh
En
-p e r ř ík g i la e d
úsporný dům X pasivní dům 40 domácnost teplá voda vytápění
35 30 25 20 15 10 5 0 starší dům
novostavba
pasivní dům
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
45
N
-p á k l ř ík a d la y d
úsporný dům X pasivní dům 60 domácnost teplá voda vytápění
50
tis. Kč
40 30 20 10 0 starší dům
novostavba
pasivní dům
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
46
Různé náklady při stejné spotřebě vytápění teplá voda domácnost
tepelné čerpadlo s ohřevem vody, el.sazba D55 přímotopy, el. bojler, el. sazba D45 kotel na plyn s ohřevem vody, el. sazba D02 kotel na dřevo, kombinovaný bojler, el.sazba D02 0
5
10
15
20
25
30
náklady [tis.Kč] EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
47
Vyplatí se tepelné čerpadlo? Běžný dům
NED
PD
Inv. náklady TČ
Kč
320 000
256 000
192 000
Úspora na vytápění
Kč
10 200
3 500
1 100
Úspora na TUV
Kč
2 600
Úspora na elektřině
Kč
7 600
Návratnost
roky
16
19
17
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
48
Tepelné čerpadlo v RD • • •
Rodinný dům 200 m2 inv. nákl. 4 mil. Kč (cca 7 tis. Kč/m3) vícenáklady: 10 % = 400 tis. Kč
Náklady na energie Běžný dům Plyn / peletky
Kč
El. přímotopy
Kč
Tepelné čerpadlo
Kč
Návratnost Plyn / peletky El. přímotopy Tepelné čerpadlo
26 600 43 000 17 100
NED
PD
9 200 15 000 5 900
2 800 4 500 1 800
NED
PD
23 let 15 let 36 let
17 let 11 let 27 let
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
49
Tok hotovosti návratnost prostá
100 50 0 -50 -100 -150 -200
návratnost diskontovaná
-250 -300 -350 -400 cash flow
kumulované CF
diskontované kumul. CF
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
50
Tok hotovosti - vliv růstu cen energií 100 50 0 -50 -100
návratnost (0 % růst cen energií)
-150 -200 -250 -300
návratnost (5% růst cen energií)
-350 -400 CF - 0% růst cen CF - 5 % růst cen
diskont. kumul. CF - 0% růst cen diskont. kumul. CF - 5% růst cen
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
51
Tok hotovosti - dle způsobu financování 100 50 0 -50 -100 -150 -200
návratnost prostá
-250 -300
návratnost diskontovaná
-350 -400 cash flow
kumulované CF
diskontované kumul. CF
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
52
Výsledky ekonomického hodnocení Růst cen energií 0% Diskont 4%
Růst cen energií 3% Diskont 0%
Růst cen energií 0% Diskont 4% Úvěr 10 let
Čistá současná hodnota
18 tis. Kč
445 tis. Kč
90 tis. Kč
Vnitřní výnosové procento
4,5 %
9,7 %
8,3 %
Prostá doba návratnosti
17 let
13 let
17 let
nenávratné
17 let
21 let
Diskontovaná doba návratnosti
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
53
Zateplení Porotherm 44 P+D + teplá omítka tl. 500 mm
U = 0,320 W/m2.K
2 346 Kč/m2
Porotherm 44 P+D + zateplení 80 PPS tl. 560 mm
U = 0,20 W/m2.K
2 960 Kč/m2
Vícenáklady: 614 Kč/m2 - 156 Kč/m2 Porotherm 24 P+D + zateplení 200 PPS tl. 470 mm
U = 0,16 W/m2.K
2 190 Kč/m2
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
54
Rekonstrukce bytového domu
• Pavlačový dům z 30. let 20. století • Dobrá orientace ke světovým stranám • Kompletní rekonstrukce, změna tvarového řešení EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
55
Rekonstrukce bytového domu • 1 konstrukční varianta (NED standard) • Instalace lokálních rekuperačních jednotek • Zdroj vytápění?
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
56
Výběr zdroje vytápění • Teplovodní otopná soustava • Centrální zdroj vytápění
A Zdroj vytápění Účinnost zdroje
B
Kondenzační kotel Kotel na pelety na ZP
C Tepelné čerpadlo země – voda
102 %
85 %
320 %
Záložní zdroj
-
-
Elektrokotel
Průměrná účinnost záložního zdroje
-
-
95 %
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
57
Výběr zdroje vytápění • Potřeba tepla na vytápění cca 20 MWh/rok Potřeba tepla v palivu na vytápění 30 000
(kWh/rok)
25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 0 A
B
C
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
58
Výběr zdroje TV • 30 trvale žijících obyvatel • Lokální příprava TV x Centrální příprava TV A Zdroj vytápění Příprava TV Cirkulace
B
Kondenzační kotel Kotel na pelety na ZP
C Tepelné čerpadlo země – voda
Zdroj vytápění
El. zásobníky
Zdroj vytápění
ano
ne
ano
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
59
Výběr zdroje TV
Potřeba tepla v palivu TV 90 000
51%
97%
150 %
80 000
(kWh/rok)
70 000 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000 0 A
B
C
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
60
Výběr zdroje
Celková potřeba tepla v palivu 120 000 100 000
(kWh/rok)
80 000 60 000 40 000 20 000 0 A
B
potřeba tepla v palivu na vytápění
C
potřeba tepla v palivu TV
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
61
Provozní náklady
Provozní náklady 100 000 90 000 80 000
(Kč/rok)
70 000 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000 0 A Provozní náklady na primární zdroj (Kč/rok)
B
C
Provozní náklady na sekundární zdroj (Kč/rok)
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
62
Zemní kolektor – zimní provoz
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
63
Zemní kolektor – letní provoz
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
64
Podzemní vzduchový kolektor •zimní předehřev vzduchu • = přínos 300 až 500 kWh •letní chlazení • = přínos cca 1000 kWh •náklady 40 – 80 000 Kč => minimální cena 3 Kč/kWh při životnosti 20 let •nutno pravidelně čistit!
Zemní práce – výkop a zasypání Potrubí vč. tvarovek
500 až 1000 Kč/m 200 až 500 Kč/m
úspora 350 až 600 Kč •letní úspora až 1900 Kč
Nasávací hlavice + filtry
3 000 Kč
návratnost 20 až 170 let
Celkem 40 m ZVT
30 až 60 tis. Kč
•zimní
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
65
Přehled prezentace • OZE a PEN či PENB • Legislativa EE a OZE • Případové studie EE a OZE
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
66
Metodika rozhodování • Ekonomická kritéria nejsou jediná rozhodující • TESES analýza cíle – – – – –
Technická Ekonomická Sociální Ekologická Strategická
rozhodování
kritéria hodnocení nástroje realizace
stavy světa
• Řešením je komplexní OPTIMALIZACE řešení EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
67
Shrnutí a závěry A F • Ekonomický přínos OZE a EE je velmi individuální • Pro rozhodování je důležitá minimální cena energie – se kterou nové řešení porovnáváme – do které je nutné započítat veškeré náklady
• Ekonomická kritéria nejsou jediná rozhodující <=> TESES analýza • • • • •
Technická Ekonomická Sociální Ekologická Strategická
I
A F
I
A F
I
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
68
Literatura • • • • • • • • • •
www.eru.cz www.mpo.cz www.pre.cz www.eon.cz www.cez.cz http://web.mvcr.cz/archiv2008/sbirka/ind ex.html Bilance 1.0 - 3.0, Interaktivní nástroj pro energetické bilance HESTIA 1.0 a 2.0 - Multimediální průvodce energetickými úsporami Emise 1.0 a 2.0 – Emise energetických zařízení, jejich zjišťování a výpočty Expertní systém TESES (výběr vhodné varianty ÚEK, volba vhodného zastoupení OZE, výběr vhodné varianty EA)
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
69
Kontakty Jiří Beranovský, Ph.D., MBA Doc. Ing. Jaromír Vastl, CSc.
Ing.
ČVUT Praha EkoWATT o. s. EkoWATT CZ s. r. o. Areál Štrasburk, Švábky 2, 180 00 Praha 8 T: +420 266 710 247 F: +420 266 710 248 E:
[email protected] ekowatt @ekowatt.cz www.ekowatt.cz, www.energetika.cz , www.prukazybudov.cz
EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre © 2008 EkoWATT, www.ekowatt.cz www.ekowatt.cz,, www.energetika.cz www.energetika.cz , www.prukazybudov www.prukazybudov..cz
70