Úspory nebo politika?

Téměř 40-50 % veškeré spotřeby energie připadá na vytápění a chlazení stavebních objektů. Proto se jak v ČR, tak v celé Evropě prosazují řešení k dosažení úspor energie při vytápění a chlazení a k ochraně životního prostředí. Vycházejí z většinových názorů odborníků, kteří se řídí převážně současnými poznatky a znalostí současného stavu techniky v oboru. Vzniklá řešení jsou sice obecně respektovaná, ale chybějící prostor pro pochybnosti o jejich správnosti zužuje tvůrčí přístup umožňující objevovat a uplatňovat nové nekonvenční technologie. Někdy se naprosto jasný technický a ekonomický argument ztrácí i za politicky motivovaným názorem (buď podpořeným uznávanou vědeckou kapacitou nebo určitou lobbistickou skupinou), za bojem o prestiž, především pak za obecně uznávaným většinovým názorem. Mezi dotačně podporované alternativy, které omezují spalování fosilních paliv a využívají přímé nebo nepřímé sluneční energie, patří následující systémy a technologie: 1. Fotovoltaické elektrárny, 2. Kamna na spalování biomasy, 3. Tepelná čerpadla, 4. Řízené větrání s rekuperací tepla, 5. Sluneční termické kolektory, 6. Energeticky pasivní domy, 7. Zateplovací systémy. Fotovoltaické elektrárny V současné době je velmi moderní výroba elektrické energie pomocí fotovoltaických panelů. Přínosem je nezávislost na dostupnosti elektrické rozvodné sítě (především u různých druhů zabezpečovacího zařízení), příp. širší aplikace umožňující další zkoumání a zdokonalování tohoto systému. Bohužel, tento způsob výroby elektrické energie patří zatím k nejdražším. Současná účinnost průmyslově vyráběných fotovoltaických panelů se pohybuje mezi 14-18 %. Při současné ceně proto nelze hovořit o skutečně úsporných řešeních. Bez dotovaného výkupu takto vygenerované energie z veřejných prostředků by prostá návratnost překročila hranici životnosti panelů. Dotovaná výkupní cena energie jistě podpoří vývoj v této oblasti. Diskutabilní jsou však dotace poskytované na pořízení elektráren. Ty by bylo možné považovat za plýtvání státními prostředky. Biomasa Jedna z často zmiňovaných alternativ pro úsporu energií a omezení emisí CO2 jsou zdroje tepla na principu spalování biomasy. Třebaže je podporují mnozí odborníci a představitelé státní správy (a to jak v ČR, tak v EU), toto nedomyšlené řešení by bylo ospravedlnitelné pouze v případě, kdyby se jednalo o jediný způsob přežití lidstva. V případě biomasy drtivě zvítězily politicko-ekonomicko-ekologické vize nad strohými argumenty vycházejícími z přírodních zákonů a zdravého ekonomického uvažování. Nelze opomenout, že zemědělská půda není perpetuum mobile. Že ji nelze „ždímat“ donekonečna a vzhledem k náročnosti plodin na kvalitu půdy není možné je vysazovat každoročně. S tím souvisí další ekologický problém, který kvůli drahým biopalivům v EU a USA vede k importu biopaliv kupř. z Brazílie: tam se na úkor rozšiřování ploch určených k pěstování energetických plodin kácejí deštné pralesy. Sporná je i myšlenka uhlíkové neutrálnosti. Tedy uzavřeného koloběhu CO2, která zanedbává účinný růst energetických plodin podmíněný hnojením. Nekalkuluje se se zplodinami, s energetickou náročností strojních zařízení při úpravě půdy, setí, sklízení, zpracování a transformaci úrody na biopaliva a při transportu od distributora k uživateli. Pominout nelze ani spotřebu elektřiny před vstupem a při spalování biomasy v kotli. Celkové množství CO2 vyprodukovaného při výrobě a využití biopaliv je v mnoha případech větší než je množství CO2 spotřebované při fotosyntéze během růstu. Mnohem závažnější fakt představují emise při nedokonalém spalování biomasy, kdy vedle CO2 vzniká i oxid dusný (N2O), jenž se podílí na narušování ozonové vrstvy a působí s CO2 jako skleníkový plyn. Při nedokonalém zpracování biomasy, příp. při špatném seřízení kotle na biomasu, nebo vlivem nízkého tlaku, tak může dojít (stejně jako u jiných zdrojů na tuhá a plynná paliva) k ohrožení života: požár, udušení oxidem uhelnatým apod. A co ještě dodat ke zjištěním týmu odborníků z VŠCHT v Praze, kteří prokázali, že spalováním za běžných podmínek vznikají toxické, karcinogenní a teratogenní persistentní organické látky, a to v míře až 40násobně vyšší než ve spalovnách komunálních odpadů. Silný argument představuje nedostatek plochy pro pěstování biomasy: při zvyšujícím se počtu obyvatel Země vzrůstají rovněž nároky na rozsáhlejší plochy pro pěstování potravin. Zpráva Světové banky popírá výhodnost využití energie z biomasy. Podle ní vedl rozmach produkce biopaliv ke zvýšení cen potravin až o 75 %. Nelze zapomenout ani na konečné uživatele, kteří budou investovat do doporučovaného a dotovaného zařízení. Nejenom cena tohoto paliva, ale i jeho pravděpodobná nedostupnost donutí uživatele opět ke změně chování a jednání. Vzpomeňme na paralely naftových kamen, přímotopných radiátorů a v mnohých případech i plynových kotlů. Budou touto neuváženou koncepcí v budoucnu poškozeni i výrobci kotlů na biomasu? Pozitivně lze hodnotit spalování biomasy, která vzniká jako odpad při zpracování dřeva, především v moderních investičně nákladných centrálních spalovnách vybavených účinným systémem filtrace škodlivých látek. Při realizaci vize zhruba 10procentního podílu krytí potřeby tepla lokálními zdroji na spalování biomasy nelze vyloučit, že by došlo k historicky největšímu narušení přírodní rovnováhy. To by mohlo mít katastrofické důsledky pro naši planetu, srovnatelné v moderních dějinách pouze s 2. světovou válkou. Tepelná čerpadla V tomto případě skutečně dochází k úspoře energie, když se využívá sluneční energie prostřednictvím energie akumulované ve svrchní vrstvě zemské kůry, anebo teplota venkovního vzduchu. Ale pouze za určitých předpokladů. Tepelná čerpadla typu voda/voda a země/voda potřebují vhodný zdroj nízkopotenciální energie a propojení s nízkoteplotní otopnou soustavou. Při nedostatečné projektové přípravě, neodborné instalaci, nevhodném zdroji a vyšší výstupní teplotě se může tepelné čerpadlo snadno stát „drahým elektrokotlem“. Podobně je tomu u tepelných čerpadel typu vzduch/voda při nízkých venkovních teplotách vzduchu. Otázkou zůstává i vliv většího množství vrtů při masovém využití tepelných čerpadel země/voda na životní prostředí. Pokud se vytvoří tepelná pohoda zužitkováním nízkopotenciálního slunečního záření pomocí již aplikované technologie, může se tepelné čerpadlo stát až 12krát úspornější. Řízené větrání s rekuperací tepla Mezi alternativy pro dosažení úspor energií při vytápění určitě patří tzv. rekuperační jednotky. Nelze je zařazovat výhradně do skupiny zařízení zdokonalující větrání a zajišťující hygienicky řízenou výměnu vzduchu s omezením tepelných ztrát větráním. Rekuperační jednotky a rekuperace tepla vůbec se však v poslední době často zaměňují za teplovzdušné vytápění, tedy za zdroj tepla. Při teplovzdušném vytápění je pro dosažení potřebného tepelného výkonu nutné cirkulovat velké množství vzduchu. To s sebou nese řadu problémů. Tepelná nepohoda tkví ve výrazné konvektivní složce a absenci sálavé složky sdílení tepla, víření prachu proudem vzduchu, přenosu pachů mezi místnostmi, nižší vlhkosti vzduchu v zimním období. Problematické je čištění vzduchovodů. Pro udržení kvality přiváděného vzduchu je nutná pravidelná výměna filtrů. Sluneční termické kolektory Umožňují přímé využití slunečního záření, doposud nejčastěji pouze pro ohřev teplé vody a pro přitápění s nevýznamným podílem na krytí potřeby tepla. Velký potenciál slunečního záření je možné zužitkovat při snížení požadované výstupní teploty v otopné soustavě. S pomocí technicky aplikovaných technologií lze tento ekologicky čistý zdroj využít jako hlavní zdroj tepla pro zabezpečení tepelné pohody. Energeticky pasivní domy Další moderní (nebo spíše módní vizí) jsou tzv. energeticky pasivní domy. Nelze zpochybňovat výrazné snížení potřeby energie a tepla při jejich vytápění. Otázkou ovšem zůstává komfort užívání těchto „uzavřených“ objektů, z čehož vyplývá (ne)reálnost masové výstavby energeticky pasivních domů. Problémy v nich mohou vytvořit „nestandardní situace“: návštěva, vaření, větší pasivní solární zisky v přechodné části roku aj., se kterými se energeticky pasivní dům není schopen „pružně vyrovnat“. Při aplikaci technologie, která je postavena na zužitkování domněle nevyužitelné nízkopotenciální sluneční energie, lze dosáhnout nejen zdravějšího prostředí a vyššího komfortu bydlení, ale i dvojnásobných energetických úspor. Zateplovací systémy Zateplovací systémy (podobně jako řízené větrání s rekuperací) není možné brát jako samostatné opatření. Měly by posloužit jako vhodný základ pro další úsporná opatření, jako technologie, které snižují koncovou spotřebu energie při vytápění a chlazení. Při současně nastavených podmínkách dotací, které hodnotí úspory z pohledu snížení potřeby tepla na vytápění a ne skutečné úspory ve spotřebě energie při vytápění, uživatel zmíněné technologie na dotaci nedosáhne. Hodnota skutečné spotřeby (primární) energie přitom jednoznačně určuje koncovému uživateli nejenom nejdůležitější provozní náklady, ale i množství produkovaných emisí. Nízkopotenciální sluneční energie Úspěšně aplikovaná technologie je výsledkem výzkumu a vývoje započatém před 6 lety. Vychází z přímého zužitkování dříve nevyužitelné nízkopotenciální sluneční energie pro celoroční udržování tepelné pohody a dosahuje vyšší úspory energie nejen ve srovnání se současnými běžnými systémy, ale i s momentálně dotovanými úspornými systémy, resp. alternativními zdroji tepla. Základem jsou plnoplošně aplikované rohože uložené v podlaze, ve stěnách i ve stropě, jimiž celoročně protéká studená voda o minimální teplotě 20- 24 °C. Vzhledem k vyšší teplosměnné ploše je dostatečná pro celoroční tepelné potřeby obyvatel domu. Snížení teplotního spádu (o každý teplotní stupeň oproti běžným i nízkoteplotním soustavám) představuje výrazné zvýšení potenciálu využitelnosti nízkoteplotních zdrojů tepla, jako jsou solární trubicové vakuové kolektory, či tepelná čerpadla. Solární kolektory v rámci popisované technologie představují hlavní zdroj tepla pro vytápění s možností krytí přes 50 % potřeby tepla na vytápění. Záložní zdroj tepla (tepelné čerpadlo země/voda či voda/voda) umožňuje při podmínkách 10/25 °C (teplota nízkopotenciálního zdroje tepla/ teplota na výstupu z tepelného čerpadla) dosažení topného faktoru přes 6 (-). Vhodnou kombinací zdrojů tepla lze pak dosáhnout až 98 % úspor provozních nákladů na vytápění a chlazení. Příkladem může být RD s cca 180 m2 užitné plochy. Za rok spotřebuje energii za cca 1200 - 2000 Kč (podle lokality a průběhu otopného období), což je v průměru 2krát méně než u energeticky pasivního domu o stejné užitné ploše, anebo méně než za rok spotřebuje svítící 100wattová žárovka. Úspora energie přitom není jedinou výhodou této technologie. Sluší se vzpomenout i zdravotní výhody obyvatel. Základními splněnými předpoklady jsou: rovnoměrné rozložení teploty po vertikální i horizotální rovině (tedy ideální teplotní profil), sdílení tepla probíhající převážně sálavým způsobem (na rozdíl od běžných soustav, kdy je otopným tělesem nejprve ohříván vzduch a teprve následně ohřívány stavební konstrukce), žádné víření prachu vlivem rovnoměrného sálání ze všech stran (na částice prachu působí pouze gravitační síla, prach tedy dopadá volně na podlahu) a žádné přepalování prachových částic, ke kterému dochází při teplotách povrchů cca 55-60 °C. Vzhledem k rovnoměrné teplotě povrchů konstrukcí (přibližně 22 °C) nevznikají vhodné podmínky pro růst plísní a mikroplísní ani v rozích místností, ani v kuchyňských koutech, či v prostorách za skříněmi. Není nutné přitápět vnitřní vzduch na vyšší teploty pro kompenzaci nižších teplot povrchů konstrukcí jako u běžných systémů. Naopak: vnitřní vzduch může mít nižší teplotu a tedy i vyšší optimální relativní vlhkost kolem 45-60 %. Při návrhu koncepcí úsporných systémů s vazbou na dotace je pro státní správu bohužel důležitější hledisko - kdo řešení navrhuje? Případně většinový názor odborníků, než v čem spočívá řešení. Cesta přes koncové uživatele je zbytečně zdlouhavá. Prosazování nových myšlenek proti většinovému názoru je velmi obtížné. Ale pouze pochybnosti o vědomostech jsou tvůrčí. Michal Rybář Jiří Šámal