Obnoviteľná energia v procese certifikácie budov

Technické systémy budov budú schopné dosiahnuť úroveň nZEB (alebo nie) v závislosti od podmienok započítania obnoviteľných zdrojov energie.

Budova sa zatrieďuje do energetickej triedy energetickou certifikáciou na základe výpočtu energetickej hospodárnosti budovy (EHB). Minimálne kritériá na EHB a rôzne finančné podpory požadujú dosiahnutie určitej energetickej triedy.

Rámec tvorí smernica o EHB [1], ktorá spôsob započítania obnoviteľných zdrojov energie pri výpočte EHB necháva do určitej miery na rozhodnutí členských štátov. Článok sa zaoberá spôsobmi zohľadnenia obnoviteľnej energie a výpočtom podielu obnoviteľnej energie podľa slovenskej legislatívy a podľa druhej generácie noriem pre EHB.

Energetickou certifikáciou sa budova zatrieďuje do energetickej triedy na základe výpočtu energetickej hospodárnosti budovy (EHB). Minimálna požiadavka na EHB po roku 2015 je horná hranica energetickej triedy A1 a po roku 2018/2020 horná hranica energetickej triedy A0.

Energetické triedy sa preukazujú pri predaji a prenájme a pri dokončení novej budovy alebo významnej obnovy existujúcej budovy v energetickom certifikáte. Zaradenie do určitej energetickej triedy sa tiež požaduje na splnenie podmienok pri rôznych finančných podporách.

Podrobnosti o výpočte EHB vrátane spôsobu započítania obnoviteľných zdrojov energie (OZE) upravujú tieto slovenské právne predpisy:

• zákon č. 555/2005 Z. z. v znení neskorších predpisov (ďalej zákon o EHB) [2],
• vyhláška č. 364/2012 Z. z. v znení neskorších predpisov (ďalej vyhláška o EHB) [3].

Čo sa týka konkrétnych výpočtových postupov a vstupných údajov, odkazuje vyhláška o EHB na slovenské, európske a medzinárodné technické normy. Druhá generácia noriem o EHB bola schválená v CEN v roku 2017, v roku 2018 bola prebratá do systému slovenských technických noriem.

Obnoviteľné zdroje energie vo výpočte EHB

Energia z OZE je podmienkou dosiahnutia energetickej triedy A0 pri budovách s takmer nulovou potrebou energie (nZEB, Nearly Zero Energy Building) – ide o minimálnu požiadavku na nové budovy od 1. 1. 2021 a na verejné budovy už od 1. 1. 2019.

Takmer nulové alebo veľmi malé množstvo energie potrebné na užívanie nZEB sa musí zabezpečiť efektívnou tepelnou ochranou a vo vysokej miere energiou dodanou z obnoviteľných zdrojov, ktoré sa nachádzajú v budove alebo v jej blízkosti.

Spôsob započítania obnoviteľných zdrojov energie je v smernici o EHB [1], ktorá však tvorí iba rámec a necháva ho do určitej miery na rozhodnutí členských štátov, preto môže byť v jednotlivých krajinách rôzny.

Na obr. 1 je porovnanie výsledného indikátora, primárnej energie, pri rôznych typoch primárnej energie a rôznych spôsoboch zohľadnenia vyrobenej a spotrebovanej elektrickej energie z OZE (PV) vrátane indikátora stanoveného v hodinovom výpočtovom kroku v rámci projektu ALDREN [6].

Podľa slovenskej legislatívy sa OZE zohľadňujú vo výpočte primárnej energie účinnosťou systému, faktormi primárnej energie a odpočítaním vyrobenej a spotrebovanej energie na mieste a v blízkosti od dodanej energie.

Medzi najdôležitejšie voľby z hľadiska započítania obnoviteľných zdrojov energie patria:

• spôsob stanovenia faktorov primárnej energie pri jednotlivých energetických nosičoch (typ faktora, transparentnosť, konzistentnosť),
• spôsob zohľadnenia vyrobenej a nespotrebovanej obnoviteľnej energie (export); v STN EN ISO 52000-1:2017 [5] je zohľadnený export nespotrebovanej energie. Podľa vyhlášky o EHB (podobne ako v niektorých iných krajinách) sa vyrobená obnoviteľná energia, ktorá sa v budove nespotrebuje, do hodnotenia EHB nezapočítava. Dôvodom je snaha obmedziť nekontrolovateľnú dodávku vyrobenej elektrickej energie do siete a tiež zachovať transparentnosť z hľadiska vlastností samotnej budovy;
• časový krok na započítanie energie spotrebovanej v budove (napr. pri ročnom kroku sa započíta energia vyrobená v lete a spotrebovaná v zime).Od roku 2013 je primárna energia (PE) hlavný indikátor EHB, ktorý zahŕňa celý reťazec strát od energetického nosiča po dodanie energie do budovy. Vo výpočte je primárnou energiou vážená dodaná energia, pričom váhovými faktormi sú faktory primárnej energie.

V druhej generácii CEN noriem na výpočet EHB sa rozlišujú tri typy faktorov primárnej energie:

• faktory neobnoviteľnej primárnej energie fP,nren (slovenská legislatíva) – neobnoviteľná primárna energia je zo zdroja, ktorý je vyčerpateľný ťažbou (napríklad fosílne palivá),
• faktory obnoviteľnej primárnej energie fP,nren – obnoviteľná primárna energia je energia z nefosílnych obnoviteľných zdrojov, teda zo zdrojov, ktoré sa nevyčerpajú ťažbou,
• faktory celkovej primárnej energie fP,tot – celková primárna energia je súčtom obnoviteľnej a neobnoviteľnej energie.

Podrobnosti o výpočte faktora primárnej energie pri kogenerácii a centralizovanom zásobovaní teplom (CZT) sú v norme EN STN EN 15316-4-5:2017. V slovenskej legislatíve sa ustanovuje postup pri výpočte faktora primárnej energie systému centralizovaného zásobovania teplom vo vyhláške č. 308/2016 Z. z. [5], ktorý však nie je úplne v súlade so spomínanou normou.

Časový krok na započítanie vyrobenej a spotrebovanej energie z OZE v budove a v jej blízkosti nie je v slovenskej legislatíve presne stanovený. V závislosti od časového kroku však môže byť výsledný indikátor rôzny. Optimalizácia návrhu výroby fotovoltickej (PV) elektriny pre vlastnú spotrebu v budove je napríklad možná len v hodinovom kroku.

Na obr. 2 je vyrobená a spotrebovaná elektrická energia v budove vypočítaná v hodinovom kroku – ide o PV zariadenie s rovnakým výkonom pri rôznych veľkostiach budovy v rámci testovania škály pre spoločný dobrovoľný certifikát ALDREN [6].

Optimálny pre vlastnú spotrebu v budove je výkon tohto zariadenia, keď je inštalovaný v najväčšej budove B6 (100 % elektriny sa spotrebuje v budove), kde vyrobená PV elektrická energia tvorí len asi 15 % z ročnej potreby elektrickej energie.

Vplyv na energetickú triedu je však v takom prípade malý. V prípade malých budov (B1a, B1b) s rovnakým inštalovaným zariadením sa len približne 33 % vyrobenej elektrickej energie spotrebuje v budove.

Podiel energie z obnoviteľných zdrojov

Opatrenia a postupy národného plánu na zvyšovanie počtu nZEB sledujú cieľ, aby sa dodaním energie z OZE nachádzajúcich sa v budove alebo v jej blízkosti dosiahlo do roku 2020 najmenej 50-percentné zníženie primárnej energie.

Podiel energie z obnoviteľných zdrojov nachádzajúcich sa v budove alebo v jej blízkosti sa uvedie na prvej strane energetického certifikátu a v energetickom štítku. Podľa STN EN ISO 52000-1: 2017 [5] sa CZT považuje za obnoviteľný zdroj v blízkosti budovy.

Podľa definície OZE na mieste a v blízkosti budovy vo vyhláške o EHB sa však CZT nepovažuje za obnoviteľný zdroj v blízkosti budovy. Postup výpočtu podielu obnoviteľnej energie nie je v slovenskej legislatíve stanovený.

Druhá generácia noriem pre EHB uvádza v STN EN ISO 52000-1: 2017 spôsob výpočtu podielu obnoviteľnej energie (tzv. RER, Renewable Energy Ratio). Príklad výpočtu pri tepelnom čerpadle a faktoroch primárnej energie podľa STN EN ISO 52000-1 uvedených v tab. 1 je na obr. 3.

Pri hraniciach obnoviteľných zdrojov energie v budove alebo v jej blízkosti sa podľa slovenskej legislatívy obnoviteľná energia obsiahnutá v elektrickej energii zo siete nezahrnie do výpočtu a výsledný podiel obnoviteľnej energie pri príklade tepelného čerpadla na obr. 3 je 46 %.

Záver

Technické systémy budov budú schopné dosiahnuť úroveň NZEB (alebo nie) v závislosti od podmienok započítania obnoviteľných zdrojov energie.

Bez zohľadnenia obnoviteľných zdrojov energie mimo miesta budovy (CZT) môže byť potom ťažké dosiahnuť ciele stanovené v národnom pláne z hľadiska 50-percentného zníženia primárnej energie dodaním energie z obnoviteľných zdrojov.

Na stanovenie reálnych úspor energie je vhodnou alternatívou Spoločný európsky dobrovoľný certifikát pre nebytové budovy navrhnutý v projekte ALDREN [6], ktorý poskytuje:

• porovnateľný a transparentný spôsob zohľadnenia OZE,
• výpočet podľa EN a ISO noriem na výpočet EHB z roku 2017 (M/480),
• výpočet pre klimatické podmienky umiestnenia budovy,
• hodinový výpočtový krok, teda reálne zohľadnenie využitia OZE.

Literatúra

1. Smernica Európskeho parlamentu a Rady 2010/31/EÚ z 19. mája 2010 o EHB, revidované znenie v znení smernice Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) 2018/844 z 30. mája 2018, ktorou sa mení smernica 2010/31/EÚ o energetickej hospodárnosti.
2. Zákon č. 555/2005 Z. z. o EHB a o zmene a doplnení niektorých zákonov v znení neskorších predpisov.
3. Vyhláška MDVRR SR č. 364/2012 Z. z., ktorou sa vykonáva zákon č. 555/2005 Z. z. o EHB a o zmene a doplnení niektorých zákonov v znení neskorších predpisov.
4. Vyhláška MH SR č. 308/2016 Z. z., ktorou sa ustanovuje postup pri výpočte faktora primárnej energie systému centralizovaného zásobovania teplom.
5. STN EN ISO 52000-1: 2017 Energetická hospodárnosť budov. Zastrešujúce hodnotenie EHB. Časť 1: Všeobecný rámec a postupy.
6. Projekt ALDREN, Horizont 2020, dostupné online: www.aldren.eu.
7. Projekt Ingrees, Horizont 2020, dostupné online: www.ingrees.eu.
8. STN EN 15316-4-5: 2017 Energetická hospodárnosť budov. Metóda výpočtu energetických požiadaviek systému a účinnosti systému. Časť 4-5: Diaľkové vykurovanie a chladenie.

Článok bol uverejnený v časopise TZB Haustechnik 3/2019.