Efektywność energetyczna – czym jest i jak ją poprawić?

Efektywność energetyczna to stosunek efektu użytkowego, takiego jak ciepło w domu czy światło w hali, do energii zużytej na jego uzyskanie. Nie jest więc ilością zaoszczędzonych kilowatogodzin, lecz proporcją, którą poprawia się przez mniejsze straty, a nie przez rezygnację z komfortu. Dlatego kolejność ma znaczenie. Najpierw ogranicza się zapotrzebowanie, a dopiero potem wymienia urządzenia i dobiera źródło energii.

Czym jest efektywność energetyczna?

Efektywność energetyczna to stosunek efektu, który daje energia, do ilości energii zużytej na jego uzyskanie. Ustawa o efektywności energetycznej z 20 maja 2016 r. nazywa ten efekt użytkowym i wymienia jako przykłady wykonanie pracy mechanicznej, zapewnienie komfortu cieplnego lub oświetlenie. Ocenia go przy tym w typowych warunkach użytkowania obiektu, urządzenia albo instalacji.

Na poziomie unijnym obowiązuje definicja z dyrektywy EED, czyli dyrektywy (UE) 2023/1791. Ujmuje ona efektywność jako stosunek uzyskanych wyników, usług, towarów lub energii do wkładu energii. To relacja efektu do nakładu, a nie ilość zaoszczędzonej energii.

Efektywność = efekt użytkowy / zużyta energia. Wynik rośnie, gdy maleje mianownik, ale także wtedy, gdy przy tej samej energii uzyskujemy więcej efektu. W skali gospodarki tę relację się odwraca i nazywa energochłonnością, czyli energią zużytą na jednostkę PKB. Energię liczy się przy tym jako finalną, dostarczoną odbiorcy, albo jako pierwotną, zawartą w surowcach przed przetworzeniem.

Skąd więc w sieci definicja mówiąca o „stosunku energii zaoszczędzonej do zużytej”? Powstaje ze sklejenia dwóch pojęć, które ustawa trzyma osobno. Oszczędność energii jest w niej ilością: różnicą zużycia przed przedsięwzięciem i po nim, w znormalizowanych warunkach zewnętrznych. Efektywność jest proporcją, więc poprawia się ją przez mniejsze straty, a nie przez rezygnację z ciepła czy światła.

Narzędzia oceny zużycia energii

Każde z trzech narzędzi ocenia co innego: etykieta – urządzenie, świadectwo – budynek, audyt – przedsiębiorstwo. Wyniku jednego nie da się więc przenieść na drugie.

Etykieta energetyczna A–G porównuje zużycie energii danego modelu z innymi urządzeniami tej samej kategorii. Producent i sprzedawca muszą ją udostępnić, a kupujący dostaje gotową skalę. Przy urządzeniach grzewczych skala obejmuje klasy z plusami, co pokazuje na przykład etykieta energetyczna pieca.

Świadectwo charakterystyki energetycznej ocenia budynek albo lokal. Wskaźnik EP określa roczne obliczeniowe zapotrzebowanie budynku na nieodnawialną energię pierwotną w kWh/(m²·rok). Takie ujęcie jest zgodne z informacją ministerstwa o świadectwach. Z dokumentu właściciel, najemca lub użytkownik odczyta orientacyjne roczne zapotrzebowanie na energię, a więc także koszt utrzymania. Świadectwo ma numer nadany w centralnym rejestrze charakterystyki energetycznej budynków i jest ważne 10 lat od sporządzenia. Trzeba je mieć przy sprzedaży albo najmie budynku lub lokalu oraz przy oddawaniu budynku do użytkowania.

Audyt energetyczny przedsiębiorstwa obejmuje zużycie energii w całej firmie. Przedsiębiorca objęty obowiązkiem przeprowadza go co 4 lata albo zleca jego przeprowadzenie. Tak stanowi ustawa o efektywności energetycznej. Dziś obowiązek dotyczy dużych przedsiębiorców, czyli firm zatrudniających co najmniej 250 osób albo mających obrót powyżej 50 mln euro i sumę bilansową powyżej 43 mln euro.

Projekt nowelizacji wdrażającej dyrektywę EED ma zastąpić kryterium wielkości firmy progiem średniego rocznego zużycia energii. Odpowiedź na pytanie, czy audyt energetyczny jest obowiązkowy, warto więc sprawdzać przed każdym cyklem. Właściciel domu zaczyna od świadectwa, kupujący sprzęt od etykiety, a zakład od audytu.

Poprawa efektywności zaczyna się od ograniczenia strat

Kolejność działań jest ta sama w domu, biurze i hali: najpierw zmniejszyć zapotrzebowanie, potem wymienić urządzenia, na końcu dobrać źródło. Zasada „efektywność energetyczna przede wszystkim” wyraża podobną logikę na poziomie unijnym.

1. Ograniczenie zapotrzebowania – termomodernizacja i uszczelnienie zmniejszają ilość energii potrzebnej do tego samego komfortu.
2. Wymiana urządzenia na sprawniejsze, gdy już wiadomo, ile pracy będą wykonywać po pierwszym etapie.
3. Dobranie źródła, także odnawialnego, do zapotrzebowania zmniejszonego w dwóch pierwszych krokach.

Odwrotna kolejność kosztuje więcej. Pompa ciepła dobrana do nieocieplonego domu po dociepleniu okazuje się przewymiarowana: pracuje w krótkich cyklach. Właściciel zapłacił przy tym za moc, której budynek już nie potrzebuje. Instalacja fotowoltaiczna liczona pod dawne zużycie wytwarza z kolei nadwyżki, z których dom nie korzysta.

Nawet właściwa kolejność nie gwarantuje oszczędności wyliczonej w projekcie. Efekt odbicia polega na tym, że tańsza w użytkowaniu usługa skłania do większego użytkowania: po dociepleniu podnosi się temperaturę i ogrzewa dotąd zamknięte pokoje. Zysk z efektywności zamienia się wtedy w komfort, a rachunek spada mniej, niż zakładano. Pełna oszczędność pojawia się wtedy, gdy sposób korzystania z energii nie zmienia się w stronę większego zużycia.

Co decyduje o efektywności energetycznej budynku?

O rachunku decyduje przede wszystkim to, ile ciepła ucieka trzema drogami: przez przegrody zewnętrzne, przez stolarkę i z powietrzem wentylacyjnym. Dlaczego dwa podobne domy płacą zupełnie inaczej? Każdy z nich traci ciepło w innych proporcjach. Te proporcje zmieniają się wraz z kolejnymi pracami.

W nieocieplonym domu najwięcej ciepła tracą przegrody: ściany, dach i podłoga na gruncie. Ich izolacyjność opisuje współczynnik przenikania ciepła U w W/(m²·K) – im niższy, tym mniej ciepła przechodzi przez metr kwadratowy przegrody. Warunki techniczne dla nowych budynków dopuszczają dla ścian zewnętrznych U nie wyższe niż 0,20 W/(m²·K), a dla okien 0,9. Mostki termiczne – wieńce, nadproża, płyty balkonowe – przerywają izolację i wyprowadzają ciepło obok niej.

Po dociepleniu i wymianie okien rośnie względny udział wentylacji. Wymieniane powietrze wynosi ciepło niezależnie od grubości izolacji. Ten etap obsługuje rekuperacja, czyli wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła z powietrza wywiewanego. Wśród źródeł kocioł kondensacyjny odzyskuje ciepło skraplania pary wodnej ze spalin, a pompa ciepła czerpie energię z otoczenia.

Wybór urządzenia ułatwia klasa z etykiety, choć wymaga uważnego odczytu. Etykieta energetyczna pompy ciepła podaje klasę osobno dla niskiej i średniej temperatury zasilania. Przy ogrzewaniu podłogowym liczy się więc ta pierwsza.

Nawyki mieszkańców zmieniają rachunek nawet w dobrze ocieplonym domu. Strata ciepła rośnie wraz z różnicą temperatur między wnętrzem a otoczeniem. Przy 20°C w środku i 0°C na zewnątrz obniżenie o 1°C zmniejsza tę różnicę o jedną dwudziestą. To oszczędność energii przez rezygnację z części ciepła. Krótkie, szerokie wietrzenie wymienia powietrze bez wychładzania ścian, a stale uchylone okno działa jak nieszczelna przegroda. Termostaty grzejnikowe i harmonogram z obniżeniem temperatury nocą kończą ogrzewanie pustych pomieszczeń.

Efektywność energetyczna firmy

W zakładzie kolejność inwestycji wyznacza profil zużycia: godziny pracy, zmienność obciążenia i pora, w której potrzebne jest ciepło. Każdy z czterech obszarów ma własny warunek opłacalności:

• Oświetlenie – oprawy LED ze sterowaniem obecnością i światłem dziennym zwracają się najszybciej przy pracy zmianowej, gdy lampy świecą wiele godzin na dobę.
• Napędy i sprężone powietrze – napędy o zmiennej prędkości mają sens przy pompach i wentylatorach o zmiennym obciążeniu. W sieci sprężonego powietrza pierwszym krokiem jest usunięcie nieszczelności. Kompensacja mocy biernej opłaca się, gdy faktura zawiera opłaty za energię bierną.
• Ciepło odpadowe – odzysk ciepła ze sprężarek, chłodnictwa czy pieców ma sens wtedy, gdy blisko i w tym samym czasie istnieje jego odbiorca.
• Własne źródła – kogeneracja wytwarza jednocześnie prąd i ciepło, więc wymaga stałego, całorocznego zapotrzebowania na ciepło; bez niego jednostka stoi większość roku.

Profil zużycia ustala pomiar w ramach audytu. Przed jego zleceniem warto wiedzieć, kto może wykonać audyt energetyczny. Zakład, który chce utrzymać efekt, wdraża system zarządzania energią zgodny z ISO 50001. Certyfikowany system obejmujący całą organizację może zwolnić z obowiązku audytu.

Jak policzyć opłacalność i skąd wziąć pieniądze na poprawę efektywności?

Inwestycja ma sens, gdy oszczędności przez okres użytkowania przewyższą jej koszt. Najprostszą miarą jest prosty okres zwrotu, czyli nakład podzielony przez roczną oszczędność kosztów energii. Prace za 40 000 zł, które obniżają rachunki o 4 000 zł rocznie, zwracają się po 10 latach przy niezmienionych cenach. Czy to dużo? Dla docieplenia ścian to ułamek trwałości, dla sprzętu o krótkim życiu – za długo.

W przedsiębiorstwie audyt energetyczny wykonuje ten rachunek dla kilku wariantów i wskazuje te, które zwracają się w okresie trwałości rozwiązania.

Firma może sięgnąć po białe certyfikaty, czyli świadectwa efektywności energetycznej wydawane przez Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki. Według wyjaśnień URE o białych certyfikatach potwierdzają one ilość energii finalnej, którą przedsięwzięcie ma zaoszczędzić. Wniosek składa się przed rozpoczęciem inwestycji. Prawa majątkowe z certyfikatów kupują podmioty zobowiązane, które przedstawiają je do umorzenia na poczet obowiązku oszczędności energii.

Właściciel domu ma do dyspozycji dwa instrumenty. Ulga termomodernizacyjna w PIT przysługuje właścicielowi albo współwłaścicielowi domu jednorodzinnego, także w zabudowie szeregowej i bliźniaczej. Każde z małżonków może odliczyć maksymalnie 53 000 zł.

Ulgę, jak podaje informacja NFOŚiGW o uldze, można łączyć z dotacją z programu Czyste Powietrze. W programie wydatki można ponosić do 24 miesięcy od złożenia wniosku o dofinansowanie, a poziom wsparcia zależy od dochodu. Warunki obu form się zmieniają, dlatego przed rozpoczęciem prac trzeba je sprawdzić u operatora programu.