ZBORNIK 16. DNEVI ENERGETIKOV Energetska učinkovitost – ključna razvojna prednost in usmeritev 1 Zbornik predavanj: 16. DNEVI ENERGETIKOV Urednika zbornika: Barbara Petelin Visočnik, Stane Merše, Institut »Jožef Stefan«, Center za energetsko učinkovitost Recenzija prispevkov: mag. Aleš Podgornik, mag. Andreja Urbančič, mag. Barbara Petelin Visočnik, mag. Boris Sučić, mag. Jure Čižman, mag. Stane Merše, vsi Institut »Jožef Stefan«, Center za energetsko učinkovitost Prelom: Časnik Finance, d. o. o. Lektorirala: Romanca Marinček Priprava in tisk: PLUSBIRO, d. o. o. Založnik: Časnik Finance, d. o. o. Natisnili smo 200 izvodov. © Institut »Jožef Stefan«, Center za energetsko učinkovitost Nadaljnja uporaba vsebine zbornika je dovoljena z navedbo vira. CIP - Kataložni zapis o publikaciji Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana 620.9(497.4)(082) DNEVI energetikov (16 ; 2014 ; Portorož) Energetska učinkovitost - ključna razvojna prednost in usmeritev : [zbornik predavanj] / 16. Dnevi energetikov 2014, Portorož, 15. in 16. april 2014 ; [urednika zbornika Barbara Petelin Visočnik, Stane Merše]. - Ljubljana : Časnik Finance, 2014 ISBN 978-961-6541-45-9 1. Gl. stv. nasl. 2. Petelin-Visočnik, Barbara 273202432 2 Z optimizacijo delovanja energetskih sistemov do dodatnih prihrankov 4.4 mag. Barbara Petelin Visočnik, Marko Pečkaj, mag. Boris Sučić Vsaka nestanovanjska stavba se s časom spreminja. Spremembe običajno pozitivno vplivajo na poslovanje, ne pa nujno tudi na delovanje stavbe, saj se delovni pogoji v njej pogosto slabšajo, raba in stroški energije pa povečujejo. Temu se je mogoče izogniti z redno optimizacijo delovanja energetskih sistemov (angl. Re-Commissioning), katere osnova je izvajanje neinvesticijskih ukrepov učinkovite rabe energije in ukrepov učinkovite rabe energije s kratko dobo vračanja, običajno do dveh let. V Splošni bolnišnici Brežice, ki je na področju učinkovite rabe energije aktivna že od leta 2006 in kjer se je raba energije v obdobju 2005–2013 zmanjšala za 43 odstotkov, so dosegli prihranke tudi zaradi optimizacije delovanja energetskih sistemov in izvedbe motivacijskih dejavnosti za zaposlene. Povzetek 1 Učinkovita raba energije v SplošnI bolnišnicI Brežice Začetki delovanja brežiške bolnišnice segajo v sredino 19. stoletja, ko je bila ustanovljena mestna bolnišnica. Leta 1872 je bila bolnišnica »povzdignjena v občno javno bolnišnico«, 15 let pozneje pa se je začela gradnja bolnišnice na današnji lo- kaciji. Zdaj se bolnišnične dejavnosti izvajajo v sedmih stavbah s skupno 7.814 m2 tlorisne površine in 153 posteljami (127 akutnih, 26 neakutnih). Splošna bolniš nica Brežice (v nadaljevanju SB Brežice, slika 1) skrbi za okrog 70.000 prebivalcev Slika 1: SB Brežice – Centralna bolnišnična stavba (levo) in upravna stavba (desno) 73 Slika 2: Raba energije v SB Brežice v obdobju 2005–2013 4.000 Raba energije [MWh/leto] Skupaj 3.000 Toplota 2.000 1.000 0 Električna energija 2005 2006 2007 2008 brežiške, krške in sevniške občine. Leta 2013 je imela bolnišnica 285 zaposlenih in 6.267 bolnišničnih ter 97.168 ambulantnih obravnav. SB Brežice je na področju učinkovite rabe energije (URE) aktivna že od leta 2006. Takrat sta bila izvedena prenova kotlovnice in ogrevalnega sistema ter prehod z ekstra lahkega kurilnega olja na zemeljski plin. Dodatni prihranki so bili tisto leto doseženi s prenovo kuhinje. V zadnjem obdobju pa se je raba energije najbolj zmanjšala zaradi energetske sanacije bolnišničnih stavb, izvedena pa je bila s sredstvi kohezijskega sklada. V obdobju 2005–2013 se je raba energije v bolnišnici zaradi izvedenih ukrepov URE zmanjšala za 43 odstotkov (slika 2), medtem ko se je raba energije na m2 neto tlorisne površine zmanjšala za dobro tretjino, raba energije na bolnika pa celo za 47 odstotkov [1]. Navedeni rezultati so posledica zmanjšanja rabe toplote, medtem ko je raba električne energije, še posebno zaradi naraščanja števila klimatskih split sistemov in elektronskih naprav, do leta 2012 počasi, a vztrajno naraščala. V obdobju 2005–2012 se je raba električne energije tako zvečala kar za 49 odstotkov, in to je bil tudi eden od razlogov, da se je bolnišnica vključila v projekt Re-Co (ReCommissioning – Optimizacija delovanja energetskih sistemov v obstoječih nesta- 74 2009 Leto 2010 2011 2012 2013 novanjskih stavbah)1. Ta projekt poteka v okviru programa Inteligentna energija – Evropa (IEE) Evropske komisije. SB Brežice je v projekt, v katerem sodeluje 10 partnerjev iz osmih držav2, med njimi tudi Center za energetsko učinkovitost Instituta »Jožef Stefan«, vključena kot eden od partnerjev iz prakse. 2 Kaj je »Re-Commissioning« Vsaka nestanovanjska stavba se s časom spreminja. Menjajo in prerazporejajo se njeni uporabniki, spreminja se namembnost prostorov, včasih se s prezidavami spreminja celo njena notranja zgradba. Takšne spremembe običajno pozitivno vplivajo na poslovanje, ne pa nujno tudi na delovanje stavbe, saj se delovni pogoji v njej pogosto slabšajo, raba in stroški energije pa povečujejo. Temu se je mogoče izogniti z redno optimizacijo delovanja energetskih sistemov (angl. ReCommissioning), katere osnova je izvaja http://www.re-co.eu/ Grazer Energieagentur (GEA) in e7, oba Avstrija, Factor4, Belgija, SEVEn, Češka, VTT finski center za tehnične raziskave, Finska, Alcina, Hrvaška, Steinbeis-Transferzentrum EGS (STZ) in energydesign braunschweig (edb), oba Nemčija, Norwegian Energy Efficiency Inc, Norveška, in Institut »Jožef Stefan«, Center za energetsko učinkovitost (IJS-CEU), Slovenija. 1 2 nje neinvesticijskih ukrepov URE in ukrepov URE s kratko dobo vračanja, običajno do dveh let. Tako lahko dosežemo od 5- do 15-odstotno, ponekod celo do 30-odstot no zmanjšanje rabe energije na leto [2]. 2.1Proces Re-Co Pri procesu optimizacije delovanja energetskih sistemov v nestanovanjskih stavbah gre za sistematičen in interdisciplinaren pristop, ki se ne osredotoča samo na tehnična vprašanja, ampak tudi na ekonomske, finančne, organizacijske in zakonodajne vidike obratovanja obstoječih energetskih sistemov. Proces sestavljajo naslednji štirje koraki (slika 3) [3, 4]: 1.Identifikacija projekta in določitev njegovih ciljev. Prvi korak je zelo pomemben za uspešno izvajanje projekta. V njegovem okviru se skupaj z lastnikom ali uporabnikom stavb izberejo objekti, v katerih bo izveden energetski pregled, ter določijo strateški cilji projekta in ustrezni kazalniki uspeha. Na tej stopnji je predvsem pomembno, da ima projekt podporo višje ravni menedžmenta. 2. Pregled stavb in izbira ukrepov. Izva jalec optimizacije opravi energetski pregled izbranih objektov, identificira področja z visokim potencialom za zmanjšanje rabe energije ter določi ustrezne ukrepe URE in pripravi načrt za njihovo izvedbo. Lastnik stavbe za lažjo odločitev o izvedbi posamez nega ukrepa prejme za vsak ukrep pregleden izračun stroškov in koristi. Pomembno je poudariti, da je energetski pregled usmerjen predvsem v iskanje neinvesticijskih ukrepov URE in ukrepov URE s kratko dobo vračanja, ki so v naslednjem koraku tudi izvedeni. 3. Priprava in izvedba ukrepov. Načrto vani ukrepi se izvajajo. Pripravljen in vzpostavljen je tudi koncept vrednotenja doseženih rezultatov, ki pogosto zahteva vgradnjo ustreznega merilnega sistema. Izvedeni ukrepi se vrednotijo glede na izbrane kazalnike uspeha, vključno z njihovo stroškovno učinkovitostjo. Na tej stopnji projekta se delovanje stavbe dejansko začne izboljševati. 4. Zaključek projekta in nadaljevanje dejavnosti Re-Co. Zaželeno je, da je optimizacija delovanja energetskih sistemov stalen proces. Koncept spremljanja doseženih rezultatov z izbranimi kazalniki uspeha je odlično orodje tako za stalno spremljanje delovanja stavb in ohranjanje ravni prihrankov kot za identifikacijo nadaljnjih ukrepov za izboljšanje obstoječega stanja. 2.2Primeri ukrepov Re-Co Glede na posebnosti posamezne stavbe ter želje in potrebe njenega lastnika se pri projektu optimizacije izvajajo različni ukrepi. Rabo energije je tako običajno mogoče precej zmanjšati z ukrepi tehnične optimizacije, kot so preverjanje in Korak 1: Identifikacija projekta in določitev njegovih ciljev Korak 2: Pregled stavb in izbira ukrepov Re-Co Korak 3: Priprava in izvedba ukrepov Re-Co Korak 4: Zaključek projekta in nadaljevanje dejavnosti Re-Co Slika 3: Shema procesa optimizacije delovanja energetskih sistemov v nestanovanjskih stavbah [3, 4] 75 prilagajanje nastavitev energetskih sistemov in posameznih naprav ter stopenj izmenjave zraka in urnikov rabi. Tudi uporabnike stavbe je mogoče s primernim usposabljanjem spodbuditi k učinkovitejšemu ravnanju z energijo. Z ukrepi, kot so nastavitev primerne sobne temperature, pravilno zračenje prostorov ali ugašanje računalnika med kosilom, lahko zaposleni zelo preprosto pripomorejo k manjši rabi energije in pogosto tudi k večjemu ugodju. Učinkovitejše ravnanje z energijo lahko spodbudimo tudi z obračunom stroškov za energijo glede na vzrok njihovega nastanka, to je s pripisom teh stroškov posameznim oddelkom organizacije ali najemnikom prostorov. Obračun uporabnikom stavbe kaže, kako ravnajo z energijo, in jih spodbuja k iskanju priložnosti za varčevanje. V petnajstih pilotnih projektih Re-Co v bolnišnicah, pisarniških stavbah in na univerzah so projektni partnerji izvajali različne ukrepe za zmanjšanje rabe energije. Graška energetska agencija (GEA) iz Avstrije se je tako v Splošni bolnišnici Güssing in Geriatričnem zdravstvenem centru Gradec osredotočila na dejavnosti, ki povečujejo motivacijo zaposlenih za učinkovito ravnanje z energijo [5]. Partnerska prizadevanja za manjšo rabo energije, kjer so sodelovali »energetski trenerji«, ki so bili izbrani med zaposlenimi v bolnišnicah, in strokovnjaki iz agencije, so poimenovali Energie in Therapie (Energija na terapiji). Projektni partner energydesign braunschweig (edb) iz Nemčije je pilotni projekt Re-Co izvajal na treh stavbah Tehnične univerze Braunschweig (TUBS) in z izvedenimi ukrepi dosegel 12,7-odstotno zmanjšanje rabe energije glede na izhodiščno leto 2011. Nekateri ukrepi, izvedeni v univerzitetni knjižnici, eni od stavb, vključenih v projekt, so bili optimizacija delovanja transportnega traku za knjige, skrajšanje časa delovanja razsvetljave v razstavnih vitrinah, delna zamenjava konvencionalnih fluorescentnih sijalk z LEDrazsvetljavo, čiščenje mreže na dovodu 76 zraka v centralni prezračevalni sistem in zamenjava dušilca zvoka v centralnem kanalu prezračevalnega sistema [6]. V bolnišnici BGU Ludwigshafen v Nemčiji, ki je eden od največjih centrov za zdravljenje ponesrečencev v Evropi, se je projektni partner SteinbeisTransferzentrum EGS (STZ) odločil za izvajanje ukrepov za zmanjšanje rabe energije na sistemih prezračevanja, saj so ti največji porabnik energije v bolnišnici. Ukrepi so obsegali različne kombinacije zniževanja temperature in tlaka ter nočnega ugašanja, z njimi pa so v trinajstih največjih prezračevalnih sistemih v bolnišnici rabo energije v povprečju zmanjšali za 38 odstotkov [7]. Na Univerzi Tomáš Baťa v češkem Zlinu je bila ena glavnih posledic izvedbe pilotnega projekta Re-Co, ki ga je izvajal SEVEn, odločitev vodstva univerze za uvedbo delovnega mesta energetskega menedžerja, ki se bo v prihodnosti načrtno ukvarjal z upravljanjem energije. Glavni cilj finskega projektnega partnerja VTT pa je bil izboljšati kakovost zraka v prostorih ob enaki rabi energije na otroški polikliniki, eni od stavb Centralne bolnišnice Seinäjoki. Kot se je izkazalo med projektom, je bil glavni razlog za slabo kakovost zraka v prostorih prevelika tlačna razlika med zunanjim in notranjim zrakom. Razlika je bila v glavnem odpravljena z uskladitvijo delovanja sistemov ogrevanja, prezračevanja in klimatizacije (HVAC) sosednjih bolnišničnih oddelkov z delovanjem sistema HVAC na otroški polikliniki [8]. 2.3Koristi izvajanja optimizacije delovanja energetskih sistemov Namen optimizacije je torej izboljšati delovanje energetskih sistemov v stavbi. To je zaradi časovne oddaljenosti izgrad nje stavbe in različnih sprememb njene uporabe pogosto daleč od optimalnega. Finančni koristi izvedbe takšnega projek- ta sta povečanje dobička zaradi zmanjšanja stroška za energijo in večja produktivnost zaposlenih. Zmanjšanje stroška za energijo običajno znaša od 0,65 do 6 EUR/m² površine stavbe, zaradi ugodne kombinacije relativno majhnih vlaganj in precejšnjih prihrankov pa so ukrepi pogosto zelo dobičkonosni. Optimizacija delovanja energetskih sistemov običajno pripomore tudi k boljšemu delovanju sistemov HVAC ter razsvetljave in s tem k večji produktivnosti zaposlenih. V skladu z rezultati belgijske študije ugodja v javnih stavbah naj bi večje ugodje v stavbi povečalo produktivnost zaposlenih za približno 3,5 EUR/m2 [3]. Optimizacija delovanja energetskih sistemov v stavbi pa ima poleg zmanjšanja stroška za energijo tudi druge koristi, in sicer zmanjšanje vpliva delovanja stavbe na okolje (npr. manj izpustov ogljikovega dioksida), večjo skladnost z zakonodajo, boljše obratovanje in vzdrževanje ter višjo vrednost stavbe. Ker so rezultati varčevanja z energijo, tudi s finančnega vidika, hitro vidni, je izvajanje optimizacije idealno izhodišče za izvajanje investicijskih ukrepov URE. Z optimizacijo delovanja energetskih sistemov je mogoče že zelo zgodaj opozoriti na prednosti učinkovitega ravnanja z energijo, to pa povečuje zaupanje in podporo vseh zainteresiranih za učinkovitejše ravnanje z energijo v organizaciji. 3 Optimizacija delovanja energetskih sistemov v SB Brežice V SB Brežice se je projektni partner Re-Co, Center za energetsko učinkovitost Insti tuta »Jožef Stefan« (IJS-CEU), osredotočil predvsem na izvajanje neinvesticijskih ukrepov URE. Na področju rabe električne energije je bil tako glavni ukrep izvedba dejavnosti za motivacijo zaposlenih v bolnišnici za učinkovitejše ravnanje z elek trično energijo. Od maja 2013 do marca 2014 je bilo izvedenih pet motivacijskih delavnic. Vseh se je udeležila ista skupina zaposlenih (bolniške strežnice, osebje čistilnega servisa, vratarji, zaposleni na upravi itd.), to je približno 15 odstotkov zaposlenih. Prezračevanje z odpiranjem oken ponoči in zgodaj zjutraj, pravilna uporaba senčil, ugašanje luči in elektronskih naprav, ki niso v uporabi, nastavitev primerne notranje temperature, ki sme biti največ 8 °C nižja od zunanje temperature, pri uporabi klimatskih naprav poleti, je samo nekaj ukrepov, predstavljenih na delavnicah. Tako je bilo v obdobju od sre- Slika 4: Raba električne energije po dvotedenskih intervalih od začetka leta 2011 77 dine maja do konca leta 2013 prihranjenih 25 MWh električne energije v primerjavi z enakim obdobjem leto prej. To je približno petodstotno zmanjšanje rabe električne energije. V obdobju spremljanja rabe energije v SB Brežice od leta 2005, je bila raba električne energije lani v primerjavi z letom prej prvič manjša! Ker je bil pri rabi električne energije na dan ugotovljen velik raztros glede na povprečne dnevne zunanje temperature, število ambulantnih obravnav in število hospitaliziranih bolnikov, so še možnosti za učinkovitejše ravnanje z električno energijo. Cilj je rabo električne energije v letu 2014 zmanjšati na raven iz leta 2011, torej na približno 780 MWh na leto. V okviru motivacijskih delavnic so bili zaposleni spodbujeni tudi k izvajanju nekaterih ukrepov za učinkovito rabo toplote, zlasti k primerni uporabi ogreval in učinkovitemu prezračevanju prostorov pozimi, sicer pa je bil na področju rabe toplote poudarek na ukrepih tehnične optimizacije. Tako se sanitarna topla voda v bolnišnici zdaj ne pripravlja več centralno, ampak se jo vse leto zagotavlja z manjšimi, lokalnimi grelniki. Tudi ena od stavb se zdaj ne ogreva več iz skupne kotlovnice, saj se je uporaba lokalnega kondenzacijskega kotla izkazala za učinkovitejšo. Dodatni prihranki so nastali tudi z znižanjem povprečne temperature vode na izhodu iz glavnega kotla. Izvedeno je bilo usposabljanje za uporabo informacijskega sistema za spremljanje rabe energije, nekaj denarja pa je bilo prihranjenega tudi s pregledom pogodb za oskrbo z energijo. Skupno zmanjšanje rabe energije zaradi izvedbe neinvesticijskih ukrepov učinkovite rabe energije je ocenjeno na 5,8 odstotka glede na leto 2011, ko se je projekt Re-Co začel. V okviru projekta so bili identificirani tudi nekateri investicijski ukrepi, kot so hidravlično uravnoteženje ogrevalnega sistema, posodobitev regulacije kotlov in podpostaj ter regulacije novega solarnega sistema za pripravo sanitarne tople vode, vendar so še v fazi usklajevanja. Z njihovo izvedbo bi se raba energije zaradi izvedbe 78 ukrepov Re-Co zmanjšala za 12,7 odstotka. Poudariti moramo, da teh rezultatov ne bi bilo brez podpore vodstva bolnišnice in tudi ne brez dobrega sodelovanja s tehničnim osebjem in drugimi zaposlenimi, vključenimi v projekt. 4 Sklep Izkušnje z izvajanjem pilotnih projektov v okviru projekta Re-Co kažejo, da veliko nestanovanjskih stavb ne deluje optimalno. Možnosti za zmanjšanje rabe energije z izvedbo neinvesticijskih ukrepov URE in ukrepov URE s kratko dobo vračanja v pilotnih stavbah Re-Co so ocenjene na 9,1 odstotka, v enem od primerov celo na več kot 20 odstotkov. Možnosti za optimizacijo delovanja energetskih sistemov torej so! Podpora vodstva in vodje tehničnega osebja je za uspešno izvajanje optimizacije zelo pomembna, ni pa dovolj. Tehnično osebje mora namreč imeti čas za aktivno sodelovanje pri izvajanju optimizacije, to pa je zaradi pogoste kadrovske podhranjenosti tega področja običajno težko. Temelj vsake optimizacije je namreč dobro sodelovanje med zunanjim strokovnjakom in tehničnim osebjem. Tehnično osebje prispeva svoje poznavanje energetskih sistemov in vzorcev rabe energije v stavbi, zunanji svetovalec pa nov pogled na energetske sisteme in nove ideje za zmanjšanje rabe energije. Gre torej za izrazito partnerski odnos, ki obe strani obogati z dodatnimi znanji in izkušnjami, tehnično osebje pa usposobi za stalno izvajanje optimizacije. Izkušnje projekta Re-Co kažejo tudi, da je pridobivanje podatkov in usklajevanje ukrepov zaradi zasedenosti tehničnega osebja in lastnikov oziroma uporabnikov stavbe z drugimi nalogami pogosto dolgotrajno. Ko izvedemo ukrepe za učinkovito rabo energije, je pred nami izziv spremljanja rezultatov. To ni preprosto, saj so koristi posameznih ukrepov morda težko merljive ali pa jih je težko ločiti od drugih dejavnikov, ki tudi vplivajo na rabo energije, in sicer ne glede na to, ali je v stavbi že vgrajen ustrezen informacijski sistem za spremljanje rabe energije ali ne. Za uspešen projekt Re-Co je zato potreben tudi korekten in stroškovno sprejemljiv pristop k vrednotenju prihrankov. Podpora vodstva, dobro sodelovanje s tehničnim osebjem pri pripravi in izvajanju ukrepov ter korektno vrednotenje rezultatov so torej glavni dejavniki za uspešno optimizacijo delovanja energetskih sistemov. 5 Literatura 1. Piltaver, J. Letno poročilo o porabi energentov v letu 2013, Brežice, marec 2014. 3. Factor4. Guidebook Re‑Commission ing, draft version, 2012. 4. Coolen, J. Re-Commissioning priročnik: osnutek že na voljo, Re-Co novice, številka 4, marec 2014, str. 2–3. 5. Kauran, K. Motivacija porabnikov energije je ključnega pomena, Re-Co novice, številka 2, februar 2013, str. 5. 6. Görtgens, A. Energetska učinkovitost v Univerzitetni knjižnici, Re-Co novice, številka 2, februar 2013, str. 4. 7. Rieger, U. Optimizacija prezračevalnih sistemov na BG kliniki Ludwigshafen, Re-Co novice, številka 3, julij 2013, str. 4–5. 8. Nykänen, E. Izkušnje finskega projekta, Re-Co novice, številka 4, marec 2014, str. 4–5. 2. Natural Resources Canada. Recommissioning Guide for Building Owners and Managers, 2008. mag. Barbara Petelin Visočnik O predavateljici Mag. Barbara Petelin Visočnik je leta 1997 diplomirala na Fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani. Leta 2004 je na Ekonomski fakulteti Univerze v Ljubljani magistrirala z delom Uvajanje pogodbenega zagotavljanja prihranka energije v bolnišnicah in zanj prejela Trimovo raziskovalno nagrado. Od leta 1995 do 1998 je bila v podjetju Gallus engineering zaposlena kot projektantka strojnih inštalacij, zlasti sistemov centralnega ogrevanja in napeljav zemeljskega plina v stavbah. Leta 1999 se je pridružila Centru za energetsko učinkovitost Instituta »Jožef Stefan«. Kot vodja projektov je odgovorna za razvoj, vodenje in promocijo trajnostnega energetskega načrtovanja ter programov in projektov predvsem v javnem sektorju. Sodeluje pri uvajanju energetskega pogodbeništva v javnem sektorju v Sloveniji ter pri organizaciji različnih konferenc, seminarjev in delavnic. V sklopu svojega dela na inštitutu je sodelovala pri vrsti domačih in mednarodnih projektov. 79