Опалення/охолодження: п’ять принципів

С. Шовкопляс

Всесвітній фонд природокористування WWF – одна з найвпливовіших та найбільших незалежних природоохоронних організацій у світі та має представництва у понад 100 країнах світу – опублікував звіт, в якому для подальшого сталого розвитку для опалення та/чи охолодження пропонує спиратися на 5 стратегій, що є науково обґрунтованими та перевіреними. Важливо те, що дані стратегії можуть стати корисними та скеровуючим планом до дії не тільки для урядів чи місцевих органів самоврядування, але й для окремих суб’єктів господарювання, ОСМД та навіть окремих домовласників

Основною метою стратегій розвитку та підвищення енергоефективності технологій опалення/ охолодження є визначення стратегії зменшення рахунків за користування придбаної енергії, скорочення енергетичних витрат для домогосподарств та підприємств, оскільки опалення та охолодження є найбільшим джерелом витрат на енергію. У WWF вважають, що викладені нижче 5 основних принципів повинні формувати стратегію користувачів щодо опалення та охолодження на всіх рівнях споживання:

Потрібно враховувати тенденції розвитку технологій та енергетики; наразі є достатньо вірогідні прогнози аж до 2050 р.
Застосовувати цілісний підхід до планування інвестицій та модернізації, враховуючи багатофакторний аналіз.
В якості першого кроку треба зменшити попит на енергію у таких ключових секторах, як будівництво та промисловість.
Визначити енергоефективність пріоритетом при забезпеченні оселі теплом.
Підтримка переходу до теплових систем (тобто для опалення, охолодження чи комбінованих) на основі відновлюваних джерел енергії.

Зверніть увагу – перехід на ВДЕ рекомендовано здійснити лише після виконання заходів по енергомодернізації та зменшенню споживання енергії на основі ретельного економічного аналізу та з урахуванням довгострокових тенденцій.

1. Діяти відповідно тенденціям сталого розвитку

Стратегія опалення та охолодження (H&C) – масштабна, всеосяжна та конкретна, а також зазвичай індивідуальна – має враховувати загальний рух у напрямку довгострокового розвитку енергетики по декарбонізації систем опалення та охолодження, що в середньостроковій перспективі має «контрольну дату» 2030 рік, але саму стратегію потрібно розробити з точки зору стану енергетики на 2050 р. та рекомендувати такі варіанти політики, які забезпечать досягнення загальної мети по скорочення викидів парникових газів на 80-95% до цієї дати, зосередившись на варіантах, які є економічно досяжними. Без уяви про заходи, розраховані аж на 2050 рік, є ризик того, що обрана політика та заплановані інвестиції в технології та системи будуть або надмірними з точки зору фактичного розвитку технологій по обмеженню споживання енергії, або так і залишаться й надалі такими, що спираються на використання викопного палива та застарілих підходів.

2. Врахування множини факторів

Слід пропагувати комплексний підхід до планування змін в енергетиці і дотичних до неї галузей, щоб максимізувати синергію між різними компонентами енергетичної системи:

по-перше, планування в енергетиці повинно базуватися на реалістичних прогнозах попиту на енергію, що показують потенціал економії енергії в різних секторах, таких як будинки чи промисловість. Така потенційна економія повинна відображати успішне впровадження політики енергоефективності та спиратися на прогноз умов, що супроводжують такі зміни. Наприклад, вірогідні та прогнозовані зміни у регламенті нормативних документів та стандартах у будівництві, що посилюють вимоги до зменшення енергоспоживання;
ринок тепла та ринок електроенергії мають бути тісніше пов'язані, а їх планування має бути розроблено спільно. На першому кроці стратегія H&C та очікувана Ініціатива проєктування нового енергетичного ринку повинні бути узгодженими та взаємодоповнюючими. Це справедливо як для національної стратегії, так і для індивідуальних дій – наприклад, очікуване підвищення тарифів за газ неминуче викличе підвищення їх й у секторі електроенергії. На індивідуальному рівні треба засвоїти, що не буде такого окремого енергоносія, який був би значно дешевшим, аніж інші. Отже, стратегія має спиратися на загальну економію витрат енергії та забезпечення сталості енергопостачання, тобто лише диверсифікація джерел спожитої енергії не може стати основою стратегії. Спочатку – енергоефективність, а потім – модернізація систем H&C та підвищення частки енергії, що споживається від ВДЕ;
національне планування систем H&C слід посилити, спираючись на імплементацію заходів щодо енергоефективності, які повинні розпочинатися з картографування потужностей опалення та охолодження, а також виявлення «вузьких місць», де дефіцит енергопостачання може посилюватися. Треба вивчити, чим викликано надмірне енергоспоживання, та з’ясувати, чи виправить ситуацію додавання нових потужностей з генерації енергії. Це планування також повинно чітко й кількісно визначати та враховувати потенціал для опалення та охолодження (включаючи когенерацію та централізоване опалення) від застосування відновлюваних джерел енергії;
саме будинки слід розглядати як ключову частину інфраструктури енергетичної системи, включаючи теплову інфраструктуру, їх реконструкція повинна бути визнана пріоритетною та вирішуватися в рамках міського та місцевого планування. Домовласники також мають перш за все застосувати заходи щодо зменшення непродуктивних втрат енергії.

3. Зменшити споживання енергії в ключових секторах

Першим кроком стратегії H&C має стати зменшення потреб у опаленні та охолодженні в таких ключових секторах, як житловий сектор, громадське будівництво та промисловість.

Наприклад, оскільки на опалення приміщень припадає близько 80% кінцевого споживання енергії в житловому секторі (за даними звіту ЄК «Декарбонізація опалення та охолодження в будівлях»), першочерговим завданням тут має бути різке скорочення, лише потім слід розглядати найбільш ефективні рішення з виробництва тепла на основі відновлюваних джерел енергії.

• Політика та інвестиції щодо зменшення споживання енергії є необхідною умовою успішного та доступного переходу до системи H&C на основі відновлюваних джерел енергії:

а) зменшити попит у будівельному секторі.

Пріоритетні напрямки окреслені у Директиві ЄС про енергетичну ефективність будівель (EPBD) та у статтях, пов’язаних із будівлями (статті 4 та 5) Директиви ЄС про енергоефективність (EED). Спиратися на чинні версії EPBD задля:
(i) забезпечення більш гармонізованого технічного визначення майже нульових енергетичних будівель (NZEB), яке включає чіткі числові показники для максимального споживання енергії, й таким чином уникнути великих розбіжностей серед національних показників та визначень щодо досконалого енергоспоживання та максимальних витрат енергії;
(ii) визначити, які саме цілі з енергозбереження досяжні при проведенні ремонтів, та
(iii) прискорити темпи оновлення шляхом посилення обов’язковості вимог щодо впровадження сертифікатів (паспортів) енергоефективності будівель; враховувати, що важливим є короткий час окупності та досяжність результатів з огляду на реальні можливості фінансування енергомодернізації, або залучення інших способів фінансової підтримки підвищення енергоефективності, стимулювання підвищення ціни енергомодернізованої нерухомості, коли будівля продається або здається в оренду.

• Посилити заходи, запропоновані в EED за допомогою таких рішень:

(i) узгодити дорожні карти довгострокового оновлення зі стратегічною метою зменшення споживання енергії у будівельному фонді щонайменше на 80% до 2050 р.;
(ii) посилити вплив на обов’язковість енергомодернізації будівель з боку центрального уряду, розширивши сферу застосування на всі громадські будівлі та забезпечивши умови, за якими виконання відновлювальних робіт має бути саме глибокими енергетичними реконструкціями;
(iii) передбачити схему зобов'язань роботи по енергоефективності та зв'язок зі умовами фінансування глибоких реконструкцій.

б) зменшити попит у промисловому секторі:

Енергетичний аудит: забезпечити належне впровадження енергетичних аудитів таким чином, щоб всі рекомендації з короткою окупністю, що випливають з енергоаудиту, були б запроваджені, а малі компанії могли знайти найкращі рішення для зменшення споживання енергії.

Потрібно запровадити якнайширшу теплоізоляцію у промисловості: ізоляція поверхонь виробничих установок (печей, котлів, резервуарів, труб тощо) може зменшити споживання промислової енергії ще на 5-6%, тим самим значно зменшивши загальні потреби в енергії. За допомогою ізоляції обладнання та ремонту пошкодженої ізоляції, як правило, можна досягнути економії з термінами окупності менше одного року. Додаткові рекомендації щодо енергозбереження див. у документі «Впровадження ЄС».

Директива про енергоефективність: Аналіз планів держав-членів щодо імплементації статті «Захист клімату заходами з швидкою окупністю. Потенціал економії енергії та СО₂ завдяки теплоізоляції у промислової в ЄС-27»».

Дії урядів мають забезпечити функціонування системи торгівлі після викидів 2020 р. та доповнювати політику щодо ефективності відновлюваної енергетики, встановлюючи значні штрафи на забруднення вуглецем. Це ефективно стимулюватиме інвестиції в енергоефективність, а також використання сталих джерел з ВДЕ у промисловому секторі.

4. Ефективне теплопостачання – у пріоритеті

Політика, яка прагне зменшити споживання енергії, а також політика, яка підтримує забезпечення ефективним відновлюваним теплом, повинні бути інтегровані у єдине ціле з метою підвищення їх ефективності та доступності. Мережі централізованого опалення та охолодження набагато ефективніші, ніж окремі системи опалення, слід сприяти їх використанню та відновленню, особливо в міських районах. Однак для нових теплових мереж бізнес-модель повинна бути такою:

агітація щодо зменшення продажу тепла та гарячої води більшій кількості споживачів, беручи до уваги зменшені потреби в опаленні нових будівель, що мають мале енергоспоживання, а також глибоко відремонтованих.

Підбиваючи підсумок, хочеться зауважити – планування нової інфраструктури тепломереж ніколи не повинно стимулювати зменшення чи відмову від пріоритетів щодо зниження споживання енергії в будівлях. Навпаки, нові теплові мережі слід розглядати як можливість забезпечити краще наявні та економічно вигідніші системи зі зменшеними втратами тепла та належною потужністю без її перебільшення (надмірного «запасу потужності»).

Що стосується індивідуальних систем опалення, то Директива ЄС про екодизайн має стати тим законодавчим інструментом, який забезпечить поступове виведення з ринку найменш ефективних виробів для опалення та охолодження на основі викопного палива.

Наприклад, перегляд законопроєкту про бойлери та водонагрівачі, що відбувся у 2018 році, направду став поштовхом, щоб «просунути» чистіші технології, забороняючи появі на ринку виробів, що надмірно поглинають енергію (наприклад, не конденсаційні котли, електричні котли та накопичувальні водонагрівачі без належної теплоізоляції). Крім того, слід додатково заохочувати схеми утилізації старих котлів, щоб пришвидшити впровадження найбільш ефективних рішень. Розширювати впровадження та обізнаність споживачів щодо супровідних енергетичних етикеток, що вже підтвердило свою дієвість.

З технологічної точки зору для виробництва енергії має ширше застосовуватися когенерація, яка дозволяє одночасно виробляти електроенергію та тепло. Даний підхід слід також заохочувати для впровадження на нових електростанціях.

Найефективніші установки нового покоління дозволяють перетворити до 90% споживаного палива в корисну енергію у порівнянні із середньою загальною ефективністю використання палива традиційними електростанціями (близько 35%). Мають діяти жорсткі обмеження щодо будівництва найбільш забруднюючих та неефективних електростанцій та підтримка будівництва (або відповідної модернізації) найбільш ефективних систем, таких як когенераційні установки (див. звіт «Когенерація та відновлювані джерела енергії, Міжнародне енергетичне агентство»).

5. Підтримати перехід систем опалення на ВДЕ

Стратегія H&C повинна прокласти шлях до такої енергетичної системи, що базується головним чином на ВДЕ, та поступову відмову від використання викопного палива (до 2050 р.). Хоча проникнення відновлюваних джерел в електроенергетичну систему за останні роки активно прогресувало, їх використання у тепловій галузі все ще відстає.

Проте нові статистичні дані дійсно вражають. Згідно з офіційними даними IRENA, оприлюдненими на початку квітня, загальна потужність сонячних електростанцій у світі в 2020 р. зросла на 21,6% до 714 ГВт. Зокрема, усі європейські країни (включно з країнами, що не входять до ЄС) збільшили у 2020 р. потужність сонячних електростанцій на 14,5% до 163,5 ГВт. У 2021 р. загальний обсяг інвестицій у сонячні енергетичні проєкти може перевищити 80 мільярдів доларів у всьому світі.

За загальною потужністю (7,33 ГВт) Україна посідає 6 місце в Європі, поступаючись лише таким лідерам галузі, як Німеччина (53,8 ГВт), Італія (21,6 ГВт), Іспанія (14 ГВт), Франція (11,7 ГВт) та Нідерланди (10,2 ГВт). За темпами зростання сектору сонячної енергетики в 2020 році Україна посіла 4-те місце із показником +23,5%. У 2021 році в Україні основною тенденцією буде активний розвиток домашніх сонячних станцій та малих комерційних установок. У 2021 р. загальне збільшення потужності сонячних електростанцій в Україні може досягти 6-7% або 450-520 МВт.

Відновлювана енергія може використовуватися декількома типами та розмірами опалювальних технологій та додатків, забезпечуючи теплом клієнтів різного типу (домашні господарства, підприємства та промисловість). Тепер до технологій відновлюваного тепла належать сонячні водонагрівачі, повітряні та ґрунтові теплові насоси, а також мережі централізованого опалення та охолодження, комбіновані теплові електростанції, що працюють на ВДЕ.

Загальна стратегія H&C повинна гарантувати:

доступ до інформації, порад та передачі знань про технології відновлюваних джерел енергії та їх застосування має забезпечуватись на різних рівнях, включаючи домогосподарства та місцеві громади; слід всіляко сприяти та заохочувати розповсюдження незалежної інформації та порад, щоб допомагати споживачам застосовувати рішення з використання відновлюваного тепла у поєднанні з реконструкцією будівель;
перехід від викопного палива до відновлюваних джерел енергії для систем H&C – певний виклик; хоча переваги у рівні ефективності ТЕС та ТЕЦ очевидні, необхідно терміново прискорити їхню масштабну декарбонізацію як щодо переходу їх переводу на ВДЕ, так і щодо їх поточної енергоефективності.

Крім того, просуваючи відновлювані джерела енергії, WWF рекомендує ретельно продумати використання біомаси та відходів енергії (та пов'язаних з ними технологій й застосунків):

а) Біомаса. Безумовно, сталі джерела біомаси мають зіграти свою роль у переході до нової енергетичної системи, що базується на ВДЕ, у тому числі в секторі опалення та охолодження. Однак, щоб уникнути серйозних негативних наслідків щодо викидів вуглецю, зменшення біорізноманіття та продовольчої безпеки мають бути встановлені пріоритети та 4 основні запобіжні заходи щодо використання біоенергії, як частини кліматичної та енергетичної політики:

• запровадити обмеження на використання біомаси для виробництва енергії до рівнів, які можна забезпечити стабільно та із сталих джерел;
• забезпечити ефективне та оптимальне використання ресурсів біомаси відповідно до принципу каскадного використання;
• включати правильний облік вуглецю для біомаси;
• запровадити вичерпні обов'язкові критерії сталості для джерел енергії з біомаси.

b) Відходи для отримання енергії не слід вважати відновлюваною енергією; використання відходів (особливо методом прямого спалення) має бути ретельно оцінене та розглянуте з огляду максимальної екологічності та лише після суворого дотримання принципу розділення відходів, маючи пріоритет у наступній послідовності: запобігання, повторне використання та переробка відходів у нові вироби (наприклад – дорожнє покриття чи будівельні матеріали із використанням відходів з пластику). Використання відходів в якості джерела енергії може навіть створювати згубний ефект заохочення до більш марнотратного споживання у суспільстві. Це також має негативні наслідки для здоров’я завдяки виробництву небезпечної золи та збільшенню шкідливого впливу від викидів при перевезенні відходів на великі відстані.

Головний висновок цих рекомендацій зі звіту WWF щодо стратегій розвитку опалення – найперші заходи щодо зменшення витрат на опалення (охолодження) – це заходи з енергозбереження, енергоефективності використання тепла із наявних джерел та підвищення теплоізоляції властивостей житлових, а також громадських будівель й промислових об’єктів. На всіх рівнях. Перехід на ВДЕ – не самоціль, а лише засіб забезпечення стратегії сталого розвитку індустрії виробництва тепла та усіх суміжних до цього галузей. Треба разом рухатися в тренді на всіх рівнях – від державного до особистого, а не протистояти тенденціям, тому що це – контрпродуктивно та безперспективно.

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!