Czy warto, (z ekonomicznego punktu widzenia) inwestować w Inteligencję budynku ?

Doświadczenia na podstawie UNIHOME

Na temat wyników ekonomicznych takiego zoptymalizowanego zestawienia można by napisać zapewne nie jedną rozprawę doktorską. A wszystko przez fakt, że ekonomikę takiej instalacji można mierzyć różnymi miarami, w zależności od aspektu pod jakim będziemy ją rozpatrywać. Jedną z prostych miar jest analiza całościowego zapotrzebowania na „kupowaną z zewnątrz energię” dla takiego domu. Najprostszą miarą tak rozumianej ekonomiki jest porównanie ilości pieniędzy wydawanych na utrzymanie komfortu cieplnego [Co+CWU+wentylacja] w takim budynku mieszkalnym, czyli np. wydatków na prąd i gaz w dłuższym okresie czasu kiedy dom był zasilany ze źródeł nieodnawialnych [np. kopalin] i porównanie tego z kosztami zasilania go energią słoneczną. Pierwsze wyniki nie pozostawiają najmniejszych wątpliwości, że w efekcie zastosowania zintegrowanego systemu „domu słonecznego” wraz z BMS koszty utrzymania takiego domu ewidentnie spadają [por Rys 1].

 

Wykres 1

Spadek zapotrzebowania na energie nieodnawialane w przypadku skutecznych konwersji energii słonecznej na przykładzie domu Galia..

 
 
Komentarz do wykresu 1.

 

Na rysunku zaprezentowano wartość [w zł] rachunków płaconych przez właścicieli domu Galia za prąd oraz gaz dostarczony do budynku w okresie od września 2004 do kwietnia 2007. Jak widać na rys. 1 wprowadzanie kolejnych systemów solarnych spowodowało spadek zapotrzebowania na energię z zewnątrz, a tym samym obniżenie kosztów jego eksploatacji.

W okresie od września 2004 do maja 2005 dom Galia był zasilany [w zakresie CO i CWU] wyłącznie z wysokosprawnego gazowego pieca kondensacyjnego. Jak widać rachunki za gaz sięgały 800 zł miesięcznie. W okresie od maja 2005 wprowadzono dla potrzeb CO i CWU panele słoneczne [uzysk ciepłej wody] co spowodowało obniżenie kosztu miesięcznego z energię elektryczną dla celów oświetleniowych i bytowych [lodówki, pralka, komputery, RTV ] do poziomu 250-300 zł/mc. Od grudnia 2005 r – zastępując piec gazowy, uruchomiono pompę ciepła, co widać jako wzrost opłat za prąd, oraz spadek opłat za gaz ziemny, w sumie spadek kosztów o ok. 30 %. Od maja 2006 uruchomiono panele fotowoltaiczne – wprowadzając je do eksploatacji oraz w uruchomiono system BMS w zakresie pełnej optymalizacji zużywaniem energii. Spowodowało to nieznaczny wzrost zużycia energii elektrycznej na pełny system sterowania BMS, ale i kolejny spadek zapotrzebowania na energię „z zewnątrz”. Jak widać wiosną roku 2007 suma opłat miesięcznych za energię spadła do poziomu 200 zł [porównując adekwatne okresy w latach poprzednich; w roku 2005 - 600 zł w w roku 2006 - 300 zł]. Porównywanie okresów wiosennych ma o tyle sens, że są one bardzo zbliżone do siebie i ich średnia temperatura jest mniej więcej stała (w lokalizacji domu Galia podlega mniejszym wahaniom niż średnia temperatura zimowa). Tym bardziej, że w okresach zimowych okresowo używany był kominek z płaszczem wodnym, który choć nie generuje wzrostu kosztów (paliwo pozyskiwane jest na miejscu z własnej plantacji), to jednak powoduje wahania bilansu energetycznego, co jest w sumie trudne do precyzyjnego wyliczenia.

Reasumując wartość rachunków płaconych za energię elektryczną i gaz w okresach zimowych spadła od chwili zainstalowania pierwszego systemu grzewczego na najnowocześniejszym [w owym czasie] piecu kondensacyjnym (na gaz ziemny), do zoptymalizowanego systemu wielu-źródeł energii odnawialnych aż o 47 %! Podobny wykres można by narysować dla emisji CO2 którego to emisja została zredukowana w domu Galia praktycznie do zera, jako że dzięki BMS układ stał się na tyle niezawodny i wydolny, że zrezygnowano zupełnie z korzystania z pieca na gaz ziemny (jak wiadomo spalanie własnego bio-paliwa nie ma wpływu na bilans CO2).

 

 
 

1.      Wnioski:

1.1.   Zapotrzebowanie na energię dla celów CO i CWU w domach mieszkalnych w Polsce, szczególnie w wolnej zabudowie może być już dziś pokrywane w znacznej części (nawet do 95 %) ze źródeł odnawialnych. Energie odnawialne stanowię dziś w Polsce znikomy procent energii pozyskiwanych dla potrzeb CO i CWU (odwrotnie niż w Szwecji, gdzie stanowią już ponad 20%). A szkoda bo jak wynika z przytoczonych danych, potencjał jest znaczny a możliwości całkiem realne. Bardzo ważnym jest fakt, że istnieje w Polsce spory rynek producentów systemów do efektywnego pozyskiwania energii słonecznej, których produkty nie ustępują produktom zagranicznym, a niektóre są wręcz znacznie lepsze. Z powodzeniem zastosowano je w domu Galia i sprawdzają się jak dotąd znakomicie. Zdecydowana polityka pro-energiom-odnawialnym mogła by dać bardzo dobre efekty w najbliższych latach. Co więcej nastawienie się na produkcję bio-paliw mogłoby uruchomić dla produkcji ogromne połacie leżącej w Polsce odłogiem ziemi, dając dodatkowo miejsce pracy dla rolników, którzy dziś poszukują dającego realny zysk zasiewu. Wydaje się, że w roku 2007 bardziej brakuje nam odwagi do korzystania z odnawialnych źródeł energii niż realnych ofert. W kontekście produkcji odnawialnych źródeł często pada pytanie o przyszłość polskiego górnictwa węgla kamiennego. Zdaniem autora, nim nastąpi nasycenie rynku urządzeniami do konwersji energii odnawialnych upłynie tak wiele czasu, że kopalina ta będzie już na wykończeniu i nie będzie problemu ze zbytnim wydobyciem węgla.

 

1.2.   W realnych efektywnych instalacjach „słonecznego domu” niezbędne jest zautomatyzowanie procesu pozyskiwania i konwersji energii odnawialnych. Dla efektywnego ich współdziałania musi być w takim domu wdrożony system Inteligentnego Budynku [BMS]. Jak już wspomniano, ze względu na nie realność założenia, że każde źródło energii odnawialnej jest stale dostępne [np. słońce czy wiatr], optymalnym rozwiązaniem wydaje się łączenie kilku zestawów w jeden system „wielo-źródłowy” jak to pokazano na przykładzie domu Galia. W praktyce możliwość efektywnego pozyskiwania energii z kilku źródeł wymaga automatycznego systemu zarządzania tymi konwersjami, i jest to warunek sine qua non dla systemu „wielo-źródłowego”. Już dziś trudno wyobrazić sobie właściciela uroczego domku jednorodzinnego, który w zależności od tego czy jest akurat słońce czy pada deszcz będzie ręcznie przełączał źródła zasilania z pompy ciepła na piec odłączając kolektory słoneczne. Działanie manulane jest tu praktycznie niemożliwe, nie mówiąc już o tym, że nie nigdy będzie ono optymalne. Tylko zintegrowana automatyka budynku, system centralnego zarządzania BMS jest w stanie efektywnie przełączać źródła mocy, biorąc pod uwagę jednocześnie porę roku, pogodę czy obecność domowników. Oczywiście pełny BMS na wstępie podraża inwestycje, ale w dłuższej perspektywie znacznie poprawia komfort mieszkańców takiego domu nie wspominając już o ekonomice utrzymania takiego budynku.

 

 

1.3.   Urządzenia do pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych są droższe w instalacji ale znacznie tańsze w eksploatacji, dają dodatkowe obniżenie emisji do atmosfery CO2.

Ważnym argumentem za stosowaniem energii odnawialnych w budownictwie mieszkaniowym jest również ograniczenie emisji CO2. Zgodnie z protokołem z Kioto, kraj nasz jest zobowiązany do redukcji emisji CO2 co w praktyce już niedługo może znaczyć konieczność ograniczania produkcji np. stali, właśnie ze względu na zbyt dużą emisję tego gazu do atmosfery Ziemi. Powszechne zastosowanie energii odnawialnych, mogłoby w ciągu najbliższych kilkunastu lat ten bilans znacznie poprawić, a w perspektywie kilkunastu lat, „odsprzedawany limit CO2” mógłby nam bardzo pomóc w interesach z państwami sąsiednimi.

 

 

1.4.   Wstępne wyliczenia wykazują, że nakłady na cały kompletny system do pozyskiwania energii słońca (wszystkie urządzenia do konwersji energii oraz system BMS) zwrócą się w ciągu ok. 15-20 lat, zakładając obecny poziom cen gazu i prądu. Czy dużo to czy mało, należy zdaniem autora, oceniać raczej w kategoriach inwestycji w przyszłość niż racjonalnych wydatków na dziś. Pozostaje jeszcze zasadnicze pytanie – ile warta jest nasza Cywilizacja, bo co do faktu, że emisja CO2 powoli i skutecznie zabija naszą Planetę już nikt nie ma wątpliwości.

 

 
 

1.5.   Polska ma bardzo dobre warunki do zwiększenia udziału energii odnawialnych w bilansie energetycznym, ale potrzebne jest szybkie przełamanie stereotypów i „Pospolite Ruszenie” na rzecz energii słonecznej.

Reasumując można zaryzykować stwierdzenie, że „Pospolite Ruszenie na Słońce” mogłoby w znacznym stopniu pomóc Polsce w uniezależnieniu się energetycznym od państw oferujących nam surowce energetyczne tradycyjnie używane dla celów CO i CWU których niestety w Polsce nie mamy. W okresie politycznego wzrostu cen tych ważnych nośników energii, może warto zwrócić się w stronę słońca, i może nie za 10 ale za 20 lat zwiększyć udział energii odnawialnych z kilku do kilkudziesięciu procent. W naszej historii Pospolite Ruszenie wiele razy udowadniało możliwość dokonywani rzeczy niemożliwych, może i tym razem się uda? Myślę, że znów mamy taką szansę.

Zainstalowany BMS w koncepcji UNIHOME w GALII dowodzi takiej tezy!