Analiza optymalnego zakresu termomodernizacji

Główną pozycję w zużyciu ciepła w sektorze komunalno-bytowym stanowi ciepło przeznaczone na ogrzewanie mieszkań. Nadmierne zużycie spowodowane jest wieloma czynnikami. Należy do nich zaliczyć zły stan techniczny budynków mieszkalnych w zakresie izolacji termicznej oraz złym stanem technicznym instalacji co., c.w.u. i źródeł ciepła. Dotyczy to w zasadzie wszystkich przegród zewnętrznych budynków (w tym szczególnie ścian zewnętrznych, okien i stropodachów). W latach 1996-2007 w białostockim Oddziale NAPĘ S.A. wykonano audyty energetyczne kilkuset budynków mieszkalnych położonych w północno-wschodnim  regionie kraju.

Standard energetyczny tych obiektów odbiegał znacznie od obowiązujących wymagań. Zapotrzebowanie na ciepło takich budynków praktycznie zawsze można znacznie obniżyć. Wiąże się to z koniecznością poniesienia kosztów na modernizację – czasami znacznych, szczególnie w przypadku docieplania ścian zewnętrznych lub wymiany stolarki okiennej. W zamian uzyskujemy oszczędności eksploatacyjne, liestety oddalone w czasie.

W przypadku, gdy właściciela nie stać na poniesienie kosztów termomodernizacji, pomocna może okazać się „Ustawa termomodernizacyjna”.
Uchwalona w grudniu 1998 roku “Ustawa o wspieraniu przedsięwzięć termomodernizacyjnych” (obowiązuje od stycznia 1999 roku) ma za zadanie wspomóc inwestora w takiej właśnie sytuacji. Stwarza ona możliwość skorzystania z premii termomodernizacyjnej wynoszącej 25% uzyskanego kredytu. Wykonanie audytu energetycznego (obowiązkowe) przygotowującego przedsięwzięcie termomodernizacyjne zapewnia, iż inwestycja przynosi największe z możliwych efekty.
Termomodernizacja budynków skorelowana z modernizacją źródła ciepła daje również efekt ekologiczny w postaci zmniejszenia emisji S02, NOx, CO i pyłów.

 

METODY OCENY EFEKTYWNOŚCI EKONOMICZNEJ PRZEDSIĘWZIĘĆ TERMOMODERNIZACYJNYCH

Analiza efektywności inwestycji powinna być dokonywana na podstawie porównania wielkości korzyści (oszczędności eksploatacyjnych) i kosztów (nakłady inwestycyjne, remonty, spłata kredytu inwestycyjnego itp.) wynikających z realizacji projektu. Ocenę efektywności prac termorenowacyjnych przeprowadza się metodami, które można podzielić na dwa podstawowe rodzaje:

  1. analizy nie uwzględniające wpływu czasu na wartość pieniądza. Do tej grupy należy zaliczyć następujące wskaźniki:
    –          prosty okres zwrotu nakładów (SPBT),
    –          stopa zwrotu z inwestycji,
  2. b) analizy uwzględniające wartość pieniądza w czasie poprzez techniki wykorzystujące tzw. dyskonto. Do podstawowych wskaźników wykorzystujących metodę dyskonta należą:
    – aktualna wartość netto (NPV),
    – wewnętrzna stopa zwrotu (IRR).

Badanie opłacalności przedsięwzięć modernizacyjnych (jak tez i termorenowacyjnych) rozpoczyna się zazwyczaj wykorzystując tzw. proste metody oceny finansowej tych inwestycji (np. SPBT). Metody te są wykorzystywane zwłaszcza do wstępnej selekcji projektów inwestycyjnych i stosowane są raczej na etapie tzw. studiów przedrealizacyjnych.

Wadą analiz nie uwzględniających wpływu czynnika czasu (szczególnie w przypadku wysokiej inflacji) na kalkulację efektywności zaangażowanych środków jest to, że w metodach tych obojętny jest moment ponoszenia kosztów i uzyskanych oszczędności. Prowadzi to do równoważnego traktowania nakładów i efektów modernizacji, bez względu na moment ich rzeczywistego wystąpienia w czasie. Kryterium prostego okresu zwrotu SPBT, zaleca się stosować do wstępnej oceny usprawnień modernizacyjnych, natomiast przy do określenia optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego obiektu (w skład, którego wchodzą zoptymalizowane usprawnienia) należy posłużyć się kryterium NPV. W referacie posłużono się metodami dyskontowymi.

Pierwszym z kryteriów oceny projektów inwestycyjnych jest Aktualna Wartość Netto (Net Present Value – NPV). Wyraża ona różnicę między wartością przychodów i kosztów inwestycji zdyskontowanych lub inaczej mówiąc sprowadzonych za pomocą współczynnika dyskonta na dany moment w czasie ( przeważnie jest to tzw. rok bazowy – rok, w którym dokonujemy oceny inwestycji) oraz przy określonej stopie dyskonta.
Jeżeli projekt ma być zaakceptowany to wartość wskaźnika NPV dla inwestycji musi mieć wartość większą od zera. Oznacza to, że w ciągu całego okresu funkcjonowania projektu przyniesie on w efekcie oszczędności przewyższające nakłady początkowe i zrealizowanie zysków na przyjętym wcześniej poziomie (równym stopie dyskonta) oraz uzyskanie ewentualnie pewnej nadwyżki finansowej.

Termoizolacje - Analiza optymalnego zakresu termomodernizacji

Rys. 1. Zapotrzebowanie na ciepło przedmiotowych budynków przed i po termomodernizacji

 

Następnym ze wskaźników użytych w referacie do oceny efektywności inwestycji jest Koszt Zaoszczędzonej Energii CS (Cost of Saving). Wyraża on iloraz zdyskontowanych nakładów oraz kosztów remontów i napraw ponoszonych w ramach realizacji danego usprawnienia modernizacyjnego do zdyskontowanych efektów finansowych wynikających z oszczędności kosztów energii. Przy czym, aby przedsięwzięcie było opłacalne. wartość kosztu zaoszczędzonej energii powinna spełniać następujący warunek – 0<CS<1. Im CS jest mniejsze tym bardziej opłacalna jest inwestycja modernizacyjna. Wskaźnikiem uwzględniającym wielkość sumy wydatkowanej na zaoszczędzenie jednostki energii jest CSE (Cost of Energy Saving) – koszt poniesiony na zaoszczędzenie energii. Wyraża on iloraz zdyskontowanych nakładów oraz kosztów remontów i napraw ponoszonych w ramach realizacji danego usprawnienia modernizacyjnego do zdyskontowanej ilości energii wynikłej z jej oszczędności. Wartość CSE należy porównywać do jednostkowych kosztów energii cieplnej dostarczanej do budynku. Aby inwestycja była opłacalna wartość CSE powinna zawierać się w granicach 0<CSE<koszt jednostkowy zakupu energii cieplnej.

 

EFEKTY ENERGETYCZNE WYNIKAJĄCE Z TERMOMODERNIZACJI BUDYNKÓW

Analizowane w dalszej części referatu efekty dotyczą optymalnego zakresu przedsięwzięć termomodernizacyjnych zalecanych w audytach energetycznych.

Do analiz wybrano budynki wielorodzinne wzniesione w latach 1957-4-1986 w różnych systemach stosowanych wtedy w Polsce. Wszystkie budynki charakteryzowały się małą izolacyjnością termiczną poszczególnych przegród zewnętrznych oraz posiadały zarówno instalacje co. i c.w.u. jak i źródła ciepła (kotłownie indywidualne, węzły cieplne) w stanie daleko odbiegającym od obecnych standardów. W tablicy 1 zamieszczono wybrane wskaźniki charakteryzujące omawiane budynki.

Tablica 1. Zestawienie danych poszczególnych budynków

lp. Kubatura [m³] Wskaźnik
zapotrzebowani
a na ciepło E
[kWh/m³a]
Rok budowy
[rok]
System Budowlany
1 7620 94,80 1986 Szczeciński
2 16753 65,24 1981 Szczeciński
3 3110 55,00 1976 Cegła żerańska
4 6411 82,51 1967 Tradycyjny
5 16825 64,20 1979 Wk-70
6 5426 74,38 1957 Tradycyjny
7 4259 51,29 1962 Tradycyjny
8 6417 73,77 1964 Tradycyjny
9 3436 88,12 1962 Tradycyjny
10 10480 99,58 1984 Cegła żerańska
11 11060 61,46 1984 Cegła żerańska
12 4185 68,53 1984 Cegła żerańska

 

Jak wynika z rys.l zmniejszenie zapotrzebowania na ciepło w poszczególnych budynkach jest zróżnicowane (16-h63%). Są to wielkości znaczące dające duże oszczędności finansowe (zmniejszenie kosztów zużytego paliwa). W dużej mierze zależne jest ono od stanu wyjściowego budynku (decydującym czynnikiem jest w zasadzie rok budowy).

Termoizolacje - Analiza optymalnego zakresu termomodernizacji

Rys. 2. Zapotrzebowanie na moc cieplnąprzedmiotowych budynków przed
i po termomodernizacji

 

Na rys. 1 i 2 uwidocznione zostały zmiany odpowiednio w zapotrzebowaniu na ciepło i moc cieplną budynków wielorodzinnych poddanych analizie. W niektórych przypadkacn (budynki 10 i 12) nastąpiły zmiany w zapotrzebowaniu na ciepło przy nie zmienionej wielkości zapotrzebowania na moc cieplną. Wynika to z faktu modernizacji jedynie instalacji co. i c.w.u. (włączenie termorenowacji przegród zewnętrznych wykraczało poza optymalny wariant termomodernizacji budynku i powodowało spadek maksymalnego 80% udziału kredytu na skutek oszczędności mniejszych niż raty spłaty kredytu). Podobnie jak w przypadku zużycia energii redukcja zapotrzebowania na moc cieplną jest również zróżnicowana (0-h40%) i zależna od wieku budynku oraz technologii jego wykonania.^Zmniejszenie zapotrzebowania na moc jest w omawianych budynkach niejmniej ważne od redukcji zużycia energii, ponieważ część z nich ogrzewana była ze źródeł centralnych (energia kupowana). W takim przypadku zgodnie z obecnymi taryfami opłata za moc zamówioną płacona jest przez cały rok.

 

EFEKTY EKONOMICZNE WYNIKAJĄCE Z TERMOMODERNIZACJI BUDYNKÓW

Dla optymalnego zakresu termomodernizacji w budynkach określono podstawowe kryterium efektywności ekonomicznej inwestycji – wskaźnik NPV. Wskaźniki widoczne na rys. 3 są bardzo zróżnicowane, niemniej we wszystkich przypadkach są dodatnie. Zwraca uwagę budynek nr 3, dla którego wartość NPV (stopa dyskonta równa 3,9%) jest mała co świadczy o niewielkiej (w tym przypadku) opłacalności termomodernizacji.

Termoizolacje - Analiza optymalnego zakresu termomodernizacji

Rys.3.Wskaźniki NP V dla poszczególnych budynków.

 

Na rys.4 przedstawiona została redukcja zużycia ciepła budynku oraz koszt uzyskania oszczędności energii [zł/GJ] dla każdego budynku. Brak jest ścisłej zależności zarówno potencjalnej oszczędności energii cieplnej jak i wskaźnika kosztu uzyskania oszczędności CSE od rodzaju budynku i daty jego wzniesienia. Wyjątek stanowią zbliżone wartości wskaźnika kubaturowego redukcji ciepła dla systemu Cegły Żerańskiej (budynki nr 3,10^-12 na rys. 4). Dla wszystkich budynków możliwe było opracowanie takiego zakresu termomodernizacji aby wartość kosztu uzyskania oszczędności była mniejsza od jednostkowego kosztu zakupu energii (dla poszczególnych budynków koszt zakupu energii cieplnej wahał się od 31 zł/GJ do 54 zł/GJ).

Termoizolacje - Analiza optymalnego zakresu termomodernizacji

Rys.4. Redukcja zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków i koszt uzyskania oszczędności CSE

 

Jak widać na rys. 5 “we wszystkich budynkach zdyskontowane oszczędności (stopa dyskonta równa 3,9%) przekroczyły nakład inwestycyjny (w większoścrprzypadków ponad dwukrotnie). Jedynie w pierwszych trzech budynkach (trzy w systemie Szczecińskim i jeden w systemie Cegły żerańskiej’- ocieplony 5cm styropianu metodą „lekką mokrą”) oszczędności były większe tylko o 5-k38% od nakładów.

Termoizolacje - Analiza optymalnego zakresu termomodernizacji

Rys. 5. Zdyskontowane oszczędności i nakłady inwestycyjne oraz CS

 

Na podstawie przedstawionych powyżej rozważań można stwierdzić że w analizowanych budynkach istnieją duże potencjalne możliwości zarówno w zakresie obniżenia zapotrzebowania na ciepło jak i zużycia ciepła. Efekty ekonomiczne takich działań są także dobre (bardzo duża opłacalność kompleksowo przeprowadzonej termomodemizacji). Można również zauważyć, że:

  1. kompleksowa termomodemizacja przedstawionych budynków pozwala na znaczną redukcję zużywanej energii cieplnej wynoszącą od 16 % do 63% Uzyskiwane efekty energetyczne zależą przede wszystkim od stanu wyjściowego. Im jest on gorszy, tym większe są możliwe do osiągnięcia oszczędności,
  2. w celu umożliwienia inwestorowi podjęcia jak najtrafniejszej decyzji, co do zakresu inwestycji, wszelkie działania termomodernizacyjne powinny być poprzedzone rzetelną analizą aktualnego stanu technicznego obiektu. Jej rezultatem jest opracowanie optymalnego w danym przypadku wariantu prac termomodernizacyjnych,
  3. redukcja zapotrzebowania na ciepło budynków oraz związana z tym redukcja mocy źródła ciepła ma również duże znaczenie ekologiczne a korzyści z tego wynikające mogłyby być uwzględniane w algorytmach liczenia opłacalności termomodemizacji budynków i źródeł ciepła; jest to szczególnie istotne dla terenów położonych w rejonach uprzemysłowionych ale przede wszystkim w pobliżu obszarów chronionych (np. obszary i otoczenia parków narodowych i krajobrazowych),”

Dr inż. Robert Stachniewicz
Tekst opracowano w ramach realizacji pracy W/IIB/12/06 na Politechnice Białostockiej

Literatura

  • Audyty energetyczne budynków wielorodzinnych z lat 1994-2007, NAPĘ S.A. filia Białystok,
  • Ustawa o wspieraniu przedsięwzięć lermomodernizacyjnych, z dnia 18.12.1998r (z późniejszymi zmianami),
  • Rozporządzenie w sprawie szczególowego zakresu i formy audytu energetycznego oraz algorytmu oceny opłacalności przedsięwzięcia termomodernizacyjnego, a także kart audytu energetycznego, z dnia 30 kwietnia 1999r. (z późniejszymi zmianami),
  • Stachniewicz R., Metody oceny opłacalności inwestycji termorenowacyjnych według standardów światowych. Materiały VIII Konferencji naukowo-technicznej “Problemy remontowe w budownictwie-ogólnym”, Wrocław 1998.

Publikacja: 10.09.2008. Źródło: WARSTWY – Dachy i Ściany

Udostępnij ten wpis

Post Comment