Zásobovanie teplom - celospoločenský fenomén 21. storočia
V mesiaci marec organizovala Slovenská spoločnosť pre techniku prostredia 25. ročník medzinárodnej konferencie Vykurovanie 2017. Účasťou ju poctilo mnoho odborníkov tak z akademickej obce, ako aj z praxe. My Vám prinášame to najlepšie z najlepšieho, príspevok pána prof. Petráša, ktorý vo svojom vystúpení poukazuje na to, že otázka zásobovania teplom naberá na atraktivite a popri čisto technických kontúrach sa stáva aj celospoločenským fenoménom, ktorý ovplyvňuje život ľudí a nezanedbateľný význam má aj pri otázkach ochrany životného prostredia, klímy a energetickej bezpečnosti.
Úvod
Zásobovanie teplom je už viacero rokov popri čisto technickom riešení aj významným celospoločenským fenoménom, ktorý v podstatnej miere ovplyvňuje život ľudí. A to nielen ich ekonomickú situáciu nakoľko predstavuje rozhodujúcu položku v rozpočte či už rodiny,resp. firmy alebo organizácie sídliacej v budove, ale aj vzhľadom na environmentálne vplyvy,či už pri zabezpečení tzv. ekologickej bezpečnosti, alebo pri vytváraní zdravého vnútorného prostredia v interiéroch budov. Je teda zrejmé, že na dnešnej úrovni poznania, bude otázka zásobovania teplom rezonovať na viacerých úrovniach riadenia štátu, od vlády a parlamentu pri kreovaní adekvátnej legislatívy, cez vývoj a výskum pri podpore inovatívnych progresívnych riešení, ale aj na úrovni projektovej a realizačnej pri aplikácií nových technických riešení, ale v neposlednej rade aj pri prevádzke takýchto systémov, či už z hľadiska dodavateľského alebo užívateľského.
Zásobovanie teplom – celospoločenský fenomén
Problematika zásobovania teplom, ktorá aktuálne rezonuje v celej šírke spoločnosti, je v súčasnosti nanajvýš aktuálna, nakoľko odráža rôzne aktivity a činnosti, súvisiace tak s tzv. celospoločenským pohľadom, ale aj tým lokálnym užívateľským.
Preto je veľmi dôležité, aby sme si uvedomili postavenia Slovenska v Energetickej únii. Tak ako koniec koncov celá EÚ, Slovensko je jasným prípadom absolútnej závislosti na importe primárnych palivovo energetických zdrojov, akými sú hlavne zemný plyn a ropa, pričom ich odber predstavuje okolo 90% v energetickej bilancii národného hospodárstva SR. Stále ešte rezonuje dopad tzv. plynovej krízy, súčasne vychádzajúc z objektívneho poznania že 40 - 45% primárnych zdrojov energie sa v krajinách EÚ spotrebuje pri prevádzke budov,v neposlednom rade že v tomto teritóriu existuje nebývalá disproporcia medzi spotrebou primárnych energetických zdrojov a ich zásobami. Jednoducho povedané, Európa je odkázaná na nové alternatívne zdroje energie a Slovensko obzvlášť!
Súčasne sa prioritne jedná o bytovo-komunálnu sféru, ktorú môžeme s dostatočnou presnosťou definovať ako zásobovanie teplom budov, kde ľudia bývajú a pracujú. Podiel budov na energetickej bilancii štátu je okolo 40%, pričom podstatným sa stáva hlavne vykurovanie, chladenie a príprava teplej vody, čo sa považujú za základné atribúty udržateľnosti vzhľadom na kvalitu života a samotnú životnú úroveň ich užívateľov. Aj tu však uplatňovaním akčného plánu 20-20-20 dochádza k úplne inej realite, keď je snaha stavať tzv. budovy s takmer nulovou potrebou energie, čo výrazne ovplyvní aj vnútornú štruktúru energetickej náročnosti budov, kde sa postupne bude znižovať potreba energie na vykurovanie pri takmer nemenej potrebe energie na prípravu teplej vody, avšak významne bude narastať podiel elektrickej energie hlavne na prevádzku vetrania, klimatizácie a chladenia.
Zásobovanie teplom - alternatívne zdroje energie
Pod názvom alternatívne zdroje energie chápeme také zdroje, ktoré buď nevyužívajú tradičné fosílne palivá, alebo ich využívajú iným spôsobom ktorý sa štandardne nepoužíva, napr. kombinovaná výroba tepla a elektriny, prípadne chladu, známa ako kogenerácia, resp. trigenerácia. I vzhľadom na skôr konštatované, že pri zásobovaní budov teplom/chladom, bude v blízkej budúcnosti dochádzať k štrukturálnym zmenám je dôležité, aby tieto zdroje boli schopné poskytnúť celoročne dodávku tepla/chladu i elektriny a tým garantovať určitú autonómnosť prevádzky energetického systému. Domnievam sa, že toto sú práve oblasti, ktoré by mali mať z hľadiska výroby tepla/chladu absolútne zelenú, teda mali by byť výrazne podporované tak na štátnej ako i regionálnej úrovni.
Čo sa týka obnoviteľných zdrojov energie (slnečná, geotermálna, energia prostredia využívaná prostredníctvom tepelných čerpadiel, biomasa...), máme na Slovensku významný potenciál, kvalitné technické riešenia, dostatok erudovaných odborníkov, ale i mnoho nadšených potenciálnych investorov, avšak chýba koncepčný stimul či už finančný, alebo daňovým, ktorý by dostal ekonomickú návratnosť týchto riešení na akceptovateľnú úroveň.
Otázka ich masívnej aplikácie pri výrobe tepla/chladu a elektrickej energie musí byť postavená na plošnej dostupnosti pre každého užívateľa a podporovaná systémovo a nie kampaňovito. Už neďaleká budúcnosť nás upozorňuje, že zmena štruktúry palivovoenergetickej základne musí byť podstatne rýchlejšia ako je tomu doposiaľ.
V EÚ sa práve pri aplikácií OZE začínajú čím ďalej tým viac uplatňovať technické riešenia, keď OZE sa umiestňujú nie lokálne na/do budovy alebo v ich blízkosti, ale práve naopak, mimo. Jedná sa teda o novú kvalitu riešenia, kedy zdroje tepla/chladu sú veľké energetické jednotky ako základ pre centralizované zásobovanie teplom.
Zásobovanie teplom – centralizované verzus decentralizované
Posledné roky sa otázka centralizovaného verzus decentralizovaného zásobovania teplom stala skutočne celospoločenským fenoménom, ktorý v sebe integruje viaceré pohľady aj názory, žiaľ často nepravdivé a diametrálne odlišné. Myslím, že aj tu platí že „dva-krát meraj a raz rež“. Inými slovami povedané, technické riešenia, či už budeme hovoriť o Sústavách CZT /centralizovaného zásobovania teplom/, alebo o decentralizovanom zásobovaní, či už na úrovni blokových, domových až bytových zdrojov tepla, sú dnes známe. Ale nie vždy sa uplatňuje tzv. technicko-ekonomická analýza, ktorá vie na základe audite vcelku jednoznačne povedať o silných či slabých stránkach, teda výhodách i nevýhodách jednotlivých riešení.
Dnes ak k tomu ešte pripočítame aj veľmi prísne posudzovanie vplyvov na životné prostredie, tak je vcelku zrozumiteľné, že vždy existujú technické riešenia pre danú konkrétnu situáciu! Žiaľ, napriek uvedenému je táto otázka nielen fenoménom, ale aj problémom, čomu je vždy, keď sa jedná o peniaze, a to na prvom mieste.
Práve otázka odpájania sa z existujúcich Sústav CZT sa stala jednou z hlavných tém, ktorá má síce často krát svoje opodstatnenie, ale v mnohých prípadoch neracionálne riešenia. Takže, najúčinnejším riešením zvyčajne býva „sedliacky rozum“, inými slovami povedané, dať na misku váh technické a ekonomické vstupy, objektívne vyhodnotiť a navrhnúť adekvátne technické riešenie. A netreba byť prekvapený, že raz bude riešenie potvrdzujúce centralizáciu a druhý krát tomu bude presne naopak.
Zásobovanie teplom – konvekčné si sálavé?
Trendy a perspektívy vykurovacej techniky možno vnímať vo viacerých polohách. V nadväznosti na uvedené, bude i posun pri voľbe vykurovacej sústavy. Z tradičných teplovodných sústav s teplotným spádom 90/70 stupňov, resp. 80/60 stupňov, sa budú viac využívať vykurovacie sústavy nízkoteplotné. Teda také, kde teplota teplonosnej látky bude nižšia ako 50 stupňov. Jedná sa teda najmä o vykurovanie veľkoplošné, prevažne sálavé ako je podlahové, stropné prípadne stenové vykurovanie. Práve sálanie, ako jeden zo spôsobov šírenia tepla sa stáva rozhodujúcim činiteľom, pretože úzko súvisí so zlepšujúcimi sa tepelnotechnickými vlastnosťami obalových stavebných konštrukcií, teda s menšími tepelnými stratami v zimnom období a nižšími tepelnými ziskami v období letnom.
Práve pre tieto nízkoteplotné systémy, je ideálna kombinácia zásobovania teplom s obnoviteľnými zdrojmi tepla, ktoré prezentujú tzv. nízkopotenciálnu energiu s efektívnym využitím práve pri nižších teplotách ako 50 stupňov. Súčasne je tu ďalší aspekt, a to že takéto nízkopotenciálne zdroje energie v spojitosti s nízkoteplotným vykurovaním sú najvhodnejším riešením v tzv. nízkoenergetických domoch, kde spotreba energie na vykurovanie je menej ako 50 kWh.m-2.
V súčasnosti sa popri nízkoteplotných systémoch vykurovania začínajú objavovať aj tzv. vysokoteplotné systémy chladenia. Ich spoločným menovateľom je identická vykurovacia/chladiaca sústava, teda tak rozvody ako aj vykurovacie/chladiace plochy. A čo je ďalším fenoménom, to sú zdroje využívajúce energie prostredia, či už pôdy, vody a vzduchu, vždy s možnosťou technického riešenia prostredníctvom reverzibilných tepelných čerpadiel, jednak ako zdroj tepla, ale aj ako zdroj chladu.
Záver
Energetická náročnosť stavebného fondu je v súčasnosti na Slovensku jedným z najzávažnejších problémov, pretože približne 2/3 budov, bolo postavených z materiálov a technológiami, ktoré nepoužívali tepelnú izoláciu. Priemerná spotreba energie na vykurovanie je v nich okolo 150 – 250 kWh.m-2, čiže 5-10 krát horšia ako vyžadujú súčasné tepelno-technické normy . Je to jednoznačné memento, že situácia je zlá, odčerpáva mimoriadne veľa prostriedkov tak štátu pre zabezpečenie energetickej bezpečnosti krajiny, ale významne zasahuje i do rodinných rozpočtov obyvateľov.
Autor:
prof. Ing. Dušan Petráš, PhD.
predseda Slovenskej spoločnosti pre techniku prostredia, Stavebná fakulta STU Bratislava
Názov, perex - redakcia portálu Energie pre Vás
Autof fotografií: Ing. Imrich Sánka
