Efektywność energetyczna może być opisywana poprzez szereg parametrów. Najpopularniejszymi wskaźnikami, które pozwalają na porównanie i ocenę efektywności energetycznej są wskaźniki energii pierwotnej oraz końcowej. W niniejszym artykule opisane zostaną różnice pomiędzy tymi dwoma pojęciami. Dodatkowo artykuł zwraca uwagę na różnice pomiędzy dwoma sposobami wykazywania energii końcowej tj. poprzez zestawienie rachunków za energię oraz świadectwo charakterystyki energetycznej.
Energia końcowa liczona na podstawie rachunków często określana jest w języku angielskim jako „energy intensity”, czyli intensywność zużycia energii. W Polsce jednak termin ten nie jest oficjalnie używany w obowiązujących metodologiach. Z uwagi na raportowanie zużyć lub śladu węglowego do celów czy to metodologii CRREM (Carbon Risk Real Estate Monitor) czy raportowania niefinansowego, warto jest znać różnicę i stosować te wskaźniki świadomie.
Energia końcowa
W celu wytłumaczenia różnicy pomiędzy energią pierwotną (EP) a energią końcową (EK) łatwiej jest zacząć od definicji energii końcowej. Energia końcowa to forma energii, która jest możliwa do bezpośredniego wykorzystania przez użytkownika. Za energię końcową są bezpośrednio rozliczani właściciele budynków. Jeśli zużywana jest energia elektryczna, to zużycie, które jest widoczne na fakturze sprzedaży jest zarazem zużyciem energii końcowej. Podobnie w przypadku zużywanego gazu czy ciepła sieciowego. Energia końcowa budynku będzie zatem sumą wszystkich zużyć w obiekcie w cyklu rocznym dla każdego z nośników energii. Energia końcowa nie wartościuje poszczególnych nośników energii, dlatego mogą one być wprost dodawane. W praktyce jednak z 1 kWh końcowej energii elektrycznej uzyskamy ok. 3 kWh użytkowej energii cieplnej wykorzystując pompy ciepła, gdzie dla gazu będzie to wartość poniżej 1. Sama wartość energii końcowej jest jednak w praktyce rzadko wykorzystywana. Częściej natomiast wykorzystuje się tak zwany wskaźnik energii końcowej, który jest odniesiony do powierzchni obiektu i podawany najczęściej w jednostce kWh/(m2*rok).
Bazując zatem na rachunkach, wyznaczając wskaźnik energii końcowej na metr kwadratowy obiektu, wyznaczamy jego efektywność energetyczną. Jednak z uwagi na fakt, iż budynki są m. in. obłożone w różnym stopniu, część z nich wykorzystuje pompy ciepła w porównaniu np. do gazu, pracują często w oparciu o różne harmonogramy czy sposób użytkowania, wykorzystanie wskaźnika energii końcowej do porównywania efektywności energetycznej nie jest miarodajne. Wskaźnik energii końcowej jest również wyznaczany poprzez świadectwo charakterystyki energetycznej. Świadectwo charakterystyki energetycznej wskazuje ile energii zużywałby dany obiekt w warunkach laboratoryjnych tj. funkcjonując zgodnie z wytycznymi projektowymi. Jest to wartość wyliczona w ramach uproszczonych obliczeń teoretycznych. Warto jest zatem mieć świadomość faktu, iż wskaźnik energii końcowej dla tego samego obiektu bazujący na rachunkach oraz świadectwie charakterystyki energetycznej daje różne wyniki. Dlatego należy precyzować o jakim jest mowa.
Energia pierwotna
Energia pierwotna to miara energii chemicznej zawartej w paliwach kopalnych, która zużywana jest do tego, aby zasilić odbiorców w energię końcową. Energia ta uwzględnia nie tylko energię bezpośrednio zużywaną (energię końcową), ale także bierze pod uwagę straty energii związane z jej wytwarzaniem i przesyłaniem.
Wskaźnika energii pierwotnej używa się praktycznie wyłącznie w odniesieniu do wyników świadectwa charakterystyki energetycznej. Świadectwo charakterystyki energetycznej używa wskaźnika energii pierwotnej do określenia, jak dużo paliw kopalnych jest realnie potrzebnych do utrzymania obiektu. Wskaźnik ten wyrażany jest również w kWh/(m2*rok).
W przeciwieństwie do energii końcowej, energia pierwotna wartościuje dane nośniki energii i nie pozwala ich bezpośrednio dodawać. W celu wyznaczenia wskaźnika energii pierwotnej należy ilość energii końcowej zawartej w danym nośniku paliwa, pomnożyć przez tzw. wskaźnik nieodnawialnej energii pierwotnej. Wartości z Rozporządzenia Ministra Rozwoju i Technologii z dnia 28 marca 2023 r. zmieniającego rozporządzenie w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej (Dz. U. poz. 376, z 2017 r. poz. 22 oraz z 2019 r. poz. 1829, str. 1-12) [3], są zestawione w tabeli 1:
Wskaźnik energii pierwotnej pomaga w porównywaniu efektywności energetycznej różnych budynków oraz w planowaniu działań na rzecz poprawy efektywności energetycznej. Jeśli budynek wymaga dużej ilości energii pierwotnej do utrzymania komfortu cieplnego i dostarczenia ciepłej wody, świadectwo może wskazywać na potrzebę modernizacji systemów grzewczych lub ocieplenia, aby obniżyć zużycie energii pierwotnej i poprawić efektywność energetyczną.
Wskaźnik nieodnawialnej energii pierwotnej nie wskazuje Inwestorowi kosztów związanych z eksploatacją budynku, ale sygnalizuje konieczność wdrożenia energooszczędnych rozwiązań w ramach dostosowania się do wymogów prawnych i środowiskowych.
Energia końcowa z rachunków a wskaźnik energii końcowej na świadectwie charakterystyki energetycznej
Co do zasady wskaźnik energii końcowej wyznaczany z wykorzystaniem zestawienia rachunków i ten sam wskaźnik wyliczany poprzez świadectwo charakterystyki energetycznej powinny być identyczne. W rzeczywistości wartości te się różnią z kilku powodów. Pierwszym jest fakt, iż świadectwo charakterystyki energetycznej nie uwzględnia wszystkich rodzajów poborów energii np. tzw. energii procesowej (zużycia energii przez komputery, sprzęt AGD czy RTV, windy), zużycia energii na nawilżanie powietrza czy oświetlenia zewnętrznego. Ogranicza się tylko do systemów podtrzymania komfortu cieplnego, przygotowania ciepłej wody użytkowej i oświetlenia wewnętrznego. Drugim powodem jest fakt, że budynek to nie laboratorium i wystawiony jest na różne działanie czynników, zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych.
Wskaźniki na świadectwie to wartości wyliczane w ramach obliczeń teoretycznych, na podstawie określonych założeń dotyczących charakterystyki technicznej budynku, jakości jego izolacji, efektywności instalacji grzewczej, wentylacji i oświetlenia. Wskaźnik nie uwzględnia np. indywidualnych nawyków użytkowania czy nieprzewidzianych zdarzeń. Ma służyć jako narzędzie do porównywania efektywności energetycznej różnych budynków.
Kolejnym powodem jest niedoskonałość metodologii wykonywania świadectwa charakterystyki energetycznej. W krajach zachodnich, przykładowo w USA, do wyznaczania świadectw charakterystyki energetycznej stosuje się metodę modelowania dynamicznego z godzinowym krokiem czasowym. Wykonuje się model tzw. obiektu referencyjnego (Baseline wg. Standard ANSI/ ASHRAE/IES 90.1-2010 ASHRAE Standard Energy Standard for Buildings Except Low-rise Residential Buildings SI Edition, str. 1-228) [2], a następnie porównuje się go z modelem rzeczywistego obiektu. Z kolei obecnie w Polsce, wykorzystuje się dosyć prostą metodologię, która z jednej strony pozwala w miarę szybko ocenić efektywność energetyczną budynku, jednak z drugiej strony z uwagi na wykorzystanie metody miesięcznej oraz swoją prostotę, nie pozwala na w pełni precyzyjne określenie efektywności energetycznej obiektu. Świadectwo nie pokaże także czy obiekt jest odpowiednio zarządzany i czy systemy HVAC działają w sposób optymalny. Obliczenia są wykonywane zgodnie z normami prawnymi i metodologią, a ich celem jest ocena, ile energii będzie potrzebne do standardowego użytkowania budynku zgodnie z warunkami projektowymi.
Zatem, porównując wskaźniki liczone zgodnie ze świadectwem, można określić, który z obiektów charakteryzuje się bardziej efektywnym standardem technicznym. Wskaźniki liczone na podstawie rzeczywistego zużycia energii pokazują, które budynki działają bardziej efektywnie w praktyce. Nie jest to jednak bezpośrednie porównanie.
Jak poprawić wskaźniki energii?
Polepszenie wyniku EP na świadectwie charakterystyki energetycznej budynku i EK na rachunkach związane jest z poprawą efektywności energetycznej budynku, co prowadzi do obniżenia tych wskaźników. Na poprawę wartości zarówno EP jak i EK z analizy rachunków za energię będzie mieć wpływ przeprowadzenie retrofitu budynku, na przykład poprzez modernizację systemów grzewczych i chłodniczych na efektywne i energooszczędne o lepszych parametrach efektywności.
Natomiast to co znajdzie odzwierciedlenie w obniżeniu faktycznych zużyć, a nie wpłynie na EP, to przede wszystkim możliwość optymalizacji działań i algorytmika pracy systemów HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning) w budynku, takich jak instalacja systemów zarządzania energią do monitorowania i optymalizowania zużycia energii oraz odpowiednie nimi zarządzanie.
Warto zwrócić uwagę, że w obiektach komercyjnych nawet do 30% energii może być zużywane nadmiarowo z powodu niewłaściwego wysterowania systemami. Opłaca się zatem korzystać z wiedzy i praktyk specjalistów, aby zminimalizować niepotrzebne zużycia. Pomocnym w analizie zużycia energii w budynku i zaproponowaniem konkretnych rozwiązań w obszarach z potencjałem do poprawy może być audyt energetyczny.
PPA a wskaźnik EP
Co do zasady proces optymalizacji powinno się zacząć od usprawnień operacyjnych, następnie modernizacyjnych kończąc na odnawialnych źródłach energii. Dodatkową opcją poprawy wskaźnika EP jest zakup zielonych nośników energii. Na ten moment jedyną powszechnie dostępną opcją jest zakup zielonej energii poprzez umowy PPA (Power Purchase Agreement). Umowa ta pozwala na zakup energii elektrycznej bezpośrednio od jego wytwórcy i jest ona sprzedawana na bieżąco. Jest zatem trudno pokryć w 100% zużycie energii z takich umów, gdyż wiązałoby się to ze sprzedażą nadmiarowo wyprodukowanej energii do sieci. W przypadku gwarancji pochodzenia w praktyce jesteśmy w stanie kupić i zoffsetować 100% zużytej energii rocznie poprzez zakup odpowiedniej ilości gwarancji. W ten sposób na papierze możemy przykładowo wykazać, że cała energia zużywana w obiekcie w skali roku, zarówno w dzień jak i w nocy, w lecie czy pochmurnej zimie, pochodzi z paneli fotowoltaicznych, co jest absurdalne. W praktyce doskonała większość audytorów stoi na stanowisku, że gwarancje pochodzenia nie mogą służyć do poprawy wskaźnika EP.
W przypadku umów PPA dostawca energii może wydać oświadczenie, że jego energia ma współczynnik wi=0. W takim wypadku, bazując na danych godzinowych o poborze energii, można wykazać jaki procent energii pochodzi z umowy PPA, co w konsekwencji wpłynie na wynik świadectwa. Jest to jednak nowe i dynamicznie rozwijające się zagadnienie, dlatego na ten moment trudno wskazać jednoznaczne podejście.
Wskaźniki energetyczne w kontekście aktów prawnych
Akty prawne czy benchmarki dotyczą z reguły wskaźników EP ze świadectwa lub EK liczonego jako faktycznie zużywana energia. W przypadku EK często jest ono przeliczane na ślad węglowy. Na energię pierwotną należy patrzeć pod kątem Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2020/852 z dnia 18 czerwca 2020 r. w sprawie ustanowienia ram ułatwiających zrównoważone inwestycje, zmieniające rozporządzenie (UE) 2019/2088 (Dz.U. L 198 z 22.6.2020, p. 13–43) [4], popularnie zwanej Taksonomią, czy Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2024/1275 z dnia 24 kwietnia 2024 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków, str. 1-68 (Dz.U. L, 2024/1275, 8.5.2024) [1], tzw. Dyrektywy budynkowej EPBD, zakładającej podział na klasy energetyczne budynków (rozporządzenie w fazie projektu, na ten moment brak oficjalnych informacji o wejściu klas energetycznych w Polsce, jest dostępny tylko projekt rozporządzenia). W Taksonomii wynik EP ze świadectwa odnosi się do dwóch wartości związanych z adaptacją do zmian klimatycznych i łagodzeniem zmian klimatycznych. Z kolei w dyrektywie EPBD niższy wskaźnik nieodnawialnej EP ma klasyfi kować budynek do wyższej klasy energetycznej. EPBD stawia też konkretne minimalne wymogi na przyszłe lata dla budynków.
Z drugiej strony metodologie CRREM i GRESB (Global Real Estate Sustainability Benchmark) patrzą na wskaźnik energii końcowej pochodzącej z danych zużyciowych wykorzystywanej wprost lub przeliczanej na CO2 i na ich podstawie wyznaczane są benchmarki. CRREM jako narzędzie nadające cele dekarbonizacji, wytycza cele redukcji energii na przyszłe lata do roku 2050 w zależności od typu budynku i kraju. GRESB z kolei jako organizacja gromadzi benchmarki dla inwestycji w celu możliwości ich porównywania. Porównanie tych metodologii przedstawiono w tabeli 2.
Podsumowanie
Wskaźniki EK (energia końcowa) i EP (energia pierwotna) są kluczowymi elementami używanymi w ocenie efektywności energetycznej budynków. Mają one na celu pomoc w ocenie zużycia energii oraz jej wpływu na środowisko i koszty operacyjne budynku.
Wskaźnik EP pokazuje, w jakim stopniu budynek przyczynia się do zużycia paliw kopalnych i emisji CO2. Wpływa to na ocenę jego ekologiczności i może zachęcać do przejścia na bardziej ekologiczne źródła energii. W przypadku raportowania wskaźnika EK warto doprecyzować czy pochodzi on z rachunków czy jest liczony na podstawie świadectwa.
Wspomniane wskaźniki są podstawą do oceny, czy budynek spełnia określone prawem standardy energetyczne. Przepisy coraz częściej wymagają, by budynki miały niski wskaźnik EP, co wspiera walkę ze zmianami klimatu.
Literatura:
[1] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2024/1275 z dnia 24 kwietnia 2024 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków, str. 1-68 (Dz.U. L, 2024/1275, 8.5.2024)
[2] Norma ANSI/ASHRAE/IES 90.1-2010 ASHRAE Standard Energy Standard for Buildings Except Low-rise Residential Buildings SI Edition, str. 1-228
[3] Rozporządzenie Ministra Rozwoju i Technologii z dnia 28 marca 2023 r. zmieniającego rozporządzenie w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej (Dz. U. poz. 376, z 2017 r. poz. 22 oraz z 2019 r. poz. 1829, str. 1-12)
[4] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2020/852 z dnia 18 czerwca 2020 r. w sprawie ustanowienia ram ułatwiających zrównoważone inwestycje, zmieniające rozporządzenie (UE) 2019/2088 (Dz.U. L 198 z 22.6.2020, p. 13–43)
