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