Széndioxid kibocsátás csökkentési potenciál a magyar közszektorban

Átírás

1 Jelentés a Magyar Köztársaság Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztériuma megbízásából Széndioxid kibocsátás csökkentési potenciál a magyar közszektorban Prof. Ürge-Vorsatz Diana Victoria Novikova Katarina Korytarova Budapest 2009

2 VEZETŐI ÖSSZEFOGLALÓ A közszektort és kereskedelmi szektort magába foglaló tercier szektor a magyarországi összes CO 2 kibocsátás kb. 20%-áért felelős (ODYSSEE, 2009). 1 Ugyanakkor az IPCC (Kormányközi Klímaváltozási Bizottság) Negyedik értékelő jelentésének (Levine et. al. 2007) becslése szerint az építőipari ágazat (mind a lakossági, mind a tercier ágazat) globálisan az alapkibocsátás kb. 29%-át tudja gazdaságos módon csökkenteni 2020-ig. Az épületszektor energiatakarékossági beruházásai nemcsak a hazai CO 2 kibocsátásokat tudják mérsékelni, de energia költségmegtakarítást és egyéb olyan előnyöket is eredményezhetnek, mint például a megnövekedett foglalkoztatottság, javuló energiabiztonság javuló szociális helyzet, megnövekedő ingatlanértékek, valamint fokozott termelékenység és a versenyképesség emelkedése. Az ilyen beruházások segítséget nyújthatnak a mérséklésre irányuló erőfeszítések, illetve hozzájárulhatnak az energiabiztonsághoz és az energiaszegénység csökkentéséhez. Ezeken kívül fontos hangsúlyozni a közszféra vezető szerepét: az eb a szektorban történő felújítások/beruházások általában megtöbbszörözik a hatásukat azáltal, hogy fontos demonstrációs szerepet is játszanak. A közszférában használt technológiák, know-how, valamint üzleti/finanszírozási konstrukciók, amennyi sikeresnek bizonyulnak eb a szektorban, hamar elterjednek a magánszektorban is. Számos nemzetközi példa igazolja, hogy azok az országok, ahol a közszféra elkötelezte magát az épületállományának széleskörű energetikai felújítására, ott előbb-utóbb a gazdaság minden terén megindultak és felélénkültek az energiahatékonysági beruházások magántőke-alapon is. A jelen tanulmány célja, hogy felmérje a középületek rejlő kibocsátás-csökkentési potenciált, és azonosítsa a magyar feltételeknek megfelelő mérséklési lehetőségeket, illetve a lehetőségek megvalósításával járó ket. A tanulmány részletesen vizsgálja a fűtéssel és melegvíz előállításával, illetve az elektromos áramfogyasztással kapcsolatos mérséklési lehetőségeket a időszakra vonatkozóan. 1 Ezek a kibocsátások magukba foglalják az elektromos áram és a távhő felhasználásához kapcsolódó közvetlen égési kibocsátásokat és közvetett kibocsátásokat. 2

3 A jelen tanulmány céljából két forgatókönyv lett kidolgozva, egy alap forgatókönyv és egy csökkentési forgatókönyv. Az alap forgatókönyv a közszektor energiafogyasztásának jövő várható legvalószínűbb fejlődési irányát tárja fel, a csökkentési forgatókönyv pedig a referenciaként szolgáló alap forgatókönyvvel szem tárja fel a becsült csökkentési lehetőségek CO 2 mérséklési hatását. A mérséklési lehetőségeket költséghatékonysági szempontból elemzik a forgatókönyvek, az elemzés eredményét pedig a fűtés és elektromos áram terén lévő lehetőségek költséggörbéi mutatják. A kínálati görbe elemzési módszer révén az egyes mérséklési lehetőségek it és csökkentési potenciálját össze lehet hasonlítani és össze lehet adni, mivel az alkalmazott módszertan kiküszöböli a megtakarítások esetleges kettős elszámolását az egymást esetleg átfedő intézkedések vonatkozásában. A jelentés vizsgált mérséklési lehetőségek közé tartoznak az épületburok termikus felújítása (beleértve a külső falak, pince és tető szigetelését és a nyílászárók cseréjét), a fűtésrendszer hatékonyságjavítása, hőgazdálkodás javítása fűtésszabályozókkal és pl. a melegvíz keringetés éjszakai kikapcsolásával, a hatékony világítás, energiatakarékos étel- és ital automaták, hatékonyabb ventilátorok a fűtő-szellőző-klimatizáló rendszerek, illetve kis áramfogyasztású irodai berendezések használata és az alacsonyenergiás (készenléti) üzemmódban felhasznált energia optimalizálása. Az alap és a csökkentési forgatókönyvek kidolgozásához alulról felfelé irányuló modell készült, amely fizikai aktivitásjelzők (azaz épületállomány, készülékek, lámpák és egyéb berendezések), azok energiafogyasztása és CO 2 kibocsátásai alapján mutatja be a magyar közszektort. Az aktivitás-mutatók az előzetes és várható tendenciák alapján lettek megállapítva (pl. az épületállományt a népességnövekedés, a különböző típusú épületek korábbi bérlési tendenciáinak, illetve az ilyen épületek nyújtott szolgáltatások feltételezett tendenciáinak figyelembe vételével jeleztük előre, a berendezés állományt a várható piaclefedés és -telítettség alapján alakítottuk ki). Az energiafogyasztást ezt követően az egyes aktivitásjelzők energiaintenzitási jellemzője alapján számítottuk ki. A mérséklési lehetőségek a természetes felújítási, építkezési és készülék-lecserélési ütem szerint épülnek be az alap forgatókönyvbe, illetve a magyar feltételeknek megfelelő alkalmazhatóságuk szerint a csökkentési forgatókönyvbe. 3

4 Az összes vizsgált mérséklési lehetőség megvalósítása révén re elérhető teljes csökkentési potenciál 1094 kt CO 2 kibocsátás, ami a szektor az az évi alap CO 2 kibocsátásainak (4573 kt CO 2 ) kb. 24%-át teszi ki. A tanulmány eredményei az 1. táblázat alatt láthatók. 1. táblázat. A CO 2 csökkentési potenciál a különböző költségkategóriákban a magyar közszektorban. CO 2 mérséklési potenciál költségcsoportokban CO 2 megtakarítások Energia megtakarítások 2025 Kumulatív Az alapforgatókönyvi CO 2 kibocsátások %- a Kumulatív Az alapforgatókönyvi végső energiafelhasználás %- a Beruházási költség és energiaköltség megtakarítások Kumulatív beruházások Kumulatív energiaköltség megtakarítások Euro/t CO 2 kt CO 2/év % GWó/év % mill. EURO mill. EURO < ,9% ,1% < ,7% ,0% < ,8% ,8% < ,6% ,4% Összesen ,9% ,9% Ha az összes vizsgált lehetőség megvalósul, a végső energiafelhasználásból évi 5 TWó megtakarítható, az energiaken pedig 2008 és 2025 között 3.54 milliárd euró összeg, ami megtakarítás évente tovább fog növekedni. Ennek elérése céljából 3.51 milliárd euró beruházási összeget kell ráfordítani a időszak alatt. A költség szempontjából leghatékonyabb beruházások csak 843 millió euró beruházást igényelnek, ami az energiak 2.47 milliárd euró megtakarítást jelent. Ha a 300 euró/tonna CO 2 költséghatékonysági küszöb alatt minden beruházás megvalósulna, a közvetlen energiaköltség-megtakarítások (3.45 milliárd euró) akkor is meghaladnák a beruházási ket (3.3 milliárd euró). Fontos azonban azt is figyelembe venni, hogy ezek a beruházások lényeges közvetett pénzügyi előnyökkel járnak: az ingatlanvagyon megemelkedett értéke, a betegségek és halálesetek csökkent száma a levegőszennyezés csökkenése miatt, fokozott termelékenység, nagyobb energiabiztonság és csökkent földgázimport igények stb. A tanulmány eredménye azt mutatja, hogy az összes potenciál több mint fele negatív vagy alacsony n érhető el. A negatív költségű potenciál 684 kt CO 2, és az alap 4

5 forgatókönyvi CO 2 kibocsátások 15%-át teszi ki, míg további 3% 100 euró/t CO 2 alatt lenne. (1. táblázat) A költség szempontjából leghatékonyabb intézkedések közé tartoznak a hatékony világítás, az energiatakarékos étel- és ital automaták, hatékonyabb ventilátorok a fűtésszellőzés-klimatizálás rendszerek, illetve a melegvíz keringetés éjszakai kikapcsolása és a hőgazdálkodás javítása. A legnagyobb potenciált az új építkezésekre vonatkozó passzív ház szabvány, az ablakcsere, hőgazdálkodás, energiatakarékos ételés ital automaták használata, izzólámpák kompakt fénycsövekre való cseréje kínálja. Az 1. ábra a magyar közszektor összevont költséggörbéjét mutatja. Az alábbi táblázat a fűtésre és melegvíz ellátásra, illetve az elektromos áramra vonatkozó részletes eredményeket mutatják. (2. táblázat) 5

6 2. táblázat. Az összevont lehetőségek CO 2 csökkentési potenciálja költséghatékonyság szerinti rangsorolásban a fűtés, melegvíz előállítás és elektromos áram esetén CO 2 megtaka -rítások Kumulatí v CO 2 megtakarítások A csökkentett CO 2 A csökkentett CO 2 Energiamegtakarítá-sok Kumulat ív energia megtaka -rítások Az energiamegtakarítások Az energiamegtakarítások # Intézkedés 1 kt CO 2/év kt CO 2/év EUR/tC O HUF*/ tco 2 GWó/év GWó/év Izzólámpák cseréje kompakt fénycsövekre az egészségügyi szektorban EUR/kW h HUF*/k Wh 2 Izzólámpák cseréje kompakt fénycsövekre az oktatási szektorban Izzólámpák cseréje kompakt fénycsövekre közigazgatási irodákban Faxkészülék készenléti üzemmódja EP nyomtató készenléti üzemmódja Energiatakarékos étel- és ital automaták T12 mágneses fénycsőelőtét cseréje T8 elektronikus fénycsőelőtétre az egészségügyi szektorban T12 mágneses fénycsőelőtét cseréje T8 elektronikus fénycsőelőtétre az oktatási szektorban T12 mágneses fénycsőelőtét cseréje T8 elektronikus fénycsőelőtétre a közigazgatási irodákban Hatékony centrifugális ventilátor előre hajló lapátokkal (burkolat nélkül) Hatékony axiális ventilátor > 300 Pa (statikus nyomás)

7 CO 2 megtaka -rítások Kumulatí v CO 2 megtakarítások A csökkentett CO 2 A csökkentett CO 2 Energiamegtakarítá-sok Kumulat ív energia megtaka -rítások Az energiamegtakarítások Az energiamegtakarítások # Intézkedés kt CO 2/év kt CO 2/év EUR/tC O HUF*/ tco 2 GWó/év GWó/év EUR/kW h HUF*/k Wh 12 Hatékony centrifugális ventilátor előre hajló lapátokkal (csigaházas) EP fénymásoló készenléti üzemmódja Hatékony axiális ventilátor < 300 Pa (statikus nyomás) T8 mágneses fénycsőelőtét cseréje A2 kategóriájú T8 elektronikus fénycsőelőtétre az egészségügyi szektorban IJ nyomtató készenléti üzemmódja T8 mágneses fénycsőelőtét cseréje A2 kategóriájú T8 elektronikus fénycsőelőtétre az oktatási szektorban T8 mágneses fénycsőelőtét cseréje A2 kategóriájú T8 elektronikus fénycsőelőtétre a közigazgatási irodákban A használati melegvíz keringetés éjszakai kikapcsolása a nagy oktatási épületek A használati melegvíz keringetés éjszakai kikapcsolása a nagy középületek A használati melegvíz keringetés éjszakai kikapcsolása a kis oktatási épületek C hőgazdálkodás kis egészségügyi épületek (csak DH és CBH) Hatékony tetőventilátor C hőgazdálkodás nagy egészségügyi épületek (csak DH és CBH) C hőgazdálkodás kis oktatási épületek (csak DH és CBH) C hőgazdálkodás kis középületek (csak DH és CBH)

8 CO 2 megtaka -rítások Kumulatí v CO 2 megtakarítások A csökkentett CO 2 A csökkentett CO 2 Energiamegtakarítá-sok Kumulat ív energia megtaka -rítások Az energiamegtakarítások Az energiamegtakarítások # Intézkedés kt CO 2/év kt CO 2/év EUR/tC O HUF*/ tco 2 GWó/év GWó/év EUR/kW h HUF*/k Wh 27 2C hőgazdálkodás kulturális épületek (csak DH és CBH) C hőgazdálkodás szociális épületek (csak DH és CBH) C hőgazdálkodás nagy középületek (csak DH és CBH) Hatékony centrifugális ventilátor előre hajló lapátokkal (burkolattal) C hőgazdálkodás nagy oktatási épületek (csak DH és CBH) Ablakcsere szociális épületek Ablakcsere nagy egészségügyi épületek Külső fal szigetelése nagy iparosított középületek Külső fal szigetelése nagy iparosított oktatási épületek Ablakcsere kulturális épületek Külső fal szigetelése nagy iparosított egészségügyi épületek Külső fal szigetelése kis közigazgatási épületek Külső fal szigetelése kis egészségügyi épületek Hatékony keresztáramú ventilátor Külső fal szigetelése kis oktatási épületek Külső fal szigetelése szociális épületek Ablakcsere kis egészségügyi épületek Külső fal szigetelése kulturális épületek Tetőszigetelés kis közigazgatási épületek

9 CO 2 megtaka -rítások Kumulatí v CO 2 megtakarítások A csökkentett CO 2 A csökkentett CO 2 Energiamegtakarítá-sok Kumulat ív energia megtaka -rítások Az energiamegtakarítások Az energiamegtakarítások # Intézkedés kt CO 2/év kt CO 2/év EUR/tC O HUF*/ tco 2 GWó/év GWó/év 46 Ablakcsere nagy oktatási épületek Kondenzációs épületkazán szociális épületek Tetőszigetelés kis oktatási épületek Ablakcsere nagy közigazgatási épületek Passzív energetikai szabvány 2007 után épült szociális épületek Tetőszigetelés kis egészségügyi épületek Asztali számítógépek készenléti üzemmódja Tetőszigetelés szociális épületek Tetőszigetelés kulturális épületek Pinceszigetelés kis közigazgatási épületek Pinceszigetelés nagy egészségügyi épületek Passzív energetikai szabvány 2007 után épült kis egészségügyi 57 épületek Pinceszigetelés szociális épületek Pinceszigetelés kis oktatási épületek Ablakcsere kis közigazgatási épületek Pinceszigetelés kis egészségügyi épületek Ablakcsere kis oktatási épületek Passzív energetikai szabvány 2007 után épült kis oktatási épületek Tetőszigetelés nagy egészségügyi épületek Pinceszigetelés nagy közigazgatási épületek Passzív energetikai szabvány 2007 után épült kis közigazgatási EUR/kW h HUF*/k Wh 9

10 CO 2 megtaka -rítások Kumulatí v CO 2 megtakarítások A csökkentett CO 2 A csökkentett CO 2 Energiamegtakarítá-sok Kumulat ív energia megtaka -rítások Az energiamegtakarítások Az energiamegtakarítások # Intézkedés épületek kt CO 2/év kt CO 2/év EUR/tC O HUF*/ tco 2 GWó/év GWó/év EUR/kW h HUF*/k Wh 67 Pinceszigetelés nagy oktatási épületek Pinceszigetelés kulturális épületek Tetőszigetelés nagy oktatási épületek Kondenzációs épületkazán nagy egészségügyi épületek Tetőszigetelés nagy közigazgatási épületek Passzív energetikai szabvány 2007 után épült kulturális épületek Hatékony dobozos ventilátor Passzív energetikai szabvány 2007 után épült nagy oktatási 74 épületek Kondenzációs épületkazán nagy oktatási épületek Kondenzációs épületkazán kis egészségügyi épületek Kondenzációs épületkazán kis oktatási épületek Passzív energetikai szabvány 2007 után épült nagy egészségügyi épületek Passzív energetikai szabvány 2007 után épült nagy közigazgatási épületek Kondenzációs épületkazán nagy középületek Laptop készenléti üzemmódja Kondenzációs épületkazán kulturális épületek LCD monitor készenléti üzemmódja Kondenzációs épületkazán kis középületek * Megjegyzés: a jelentés használt euró/forint árfolyam 300 forint/euró. 10

11 A fűtési és melegvíz előállítási lehetőségek közül a melegvíz (mind a kis, mind a nagy) oktatási épületek illetve a nagy közigazgatási épületek való éjszakai kikapcsolása a leghatékonyabb költség szempontjából (teljes csökkentési potenciálja azonban nem nagy). Ha emellett ezt az intézkedést központi meleg vízzel ellátott és éjszakára bezárt bizonyos közegészségügyi épületek is alkalmazzák, ez a lehetőség nagyobb csökkentési potenciált eredményezne. A második leghatékonyabb lehetőség az átlaghőmérséklet 2 C fokos csökkentését célzó hőgazdálkodás. Ezt a lehetőséget azonnal érdemes lenne megvalósítani a legtöbb középület, mivel 80%-ban túlfűtöttek ("Csökkentési potenciál a magyar épületek" műhely, Budapest, október 6.). Az összes épülettípusban a külső falszigetelés negatív CO 2 csökkentési kkel jár, és jelentősen hozzájárul a teljes potenciálhoz. A tető- és pinceszigetelés, illetve ablakcsere költséghatékonysága az épület méretétől, tetőszerkezetétől és pincéjétől, illetve az ablakok területétől függ. Például a nagy egészségügyi épületek az ablakcsere különösen jelentős CO 2 kibocsátás megtakarítást kínál (44 kt CO 2 kibocsátás). A kisebb épületek költséghatékonyabb módszert jelent a tető és a pince szigetelése, az ablakcsere a nagy ablakfelülettel rendelkező nagyméretű épületek esetén eredményez nagyobb költséghatékonyságot. A kondenzációs kazánok eredményezik áltagban a legkisebb költséghatékonyságot, ugyanakkor költség szempontjából hatékonyak a szociális épületek. Ennek oka az, hogy további beruházásra van szükség a nagyobb radiátorok miatt, amely az épület méretével arányban növekszik. Mindemellett a kondenzációs kazán kevésbé s, mint az általános épületkazán, ha nem vesszük figyelembe az új radiátorokat (tehát olcsóbb megoldás kondenzáló kazánt beszerelni egy olyan régi épületbe, ahol eleve cserélni kell az elavult radiátorokat). Az új építésű passzív házak kínálják a legnagyobb potenciált egyetlen intézkedéssel, és a CO 2 csökkentési k teljes sorát jelentik. A passzív ház lehetőségek közül a költség szempontjából a leghatékonyabb módszert az jelenti, ha ezt a szabványt az új oktatási épületekre és orvosi rendelőkre alkalmazzák. A költséggörbén megjelenő további magasabb k ellenére az épület felújítás során a lehető legmagasabb szintű hatékonyságot tanácsos megcélozni - lehetőleg a passzív ház szabvány szintjén, ami már megvalósíthatónak bizonyult a magyar körülmények között. Az optimálishoz közelálló átalakítás révén hőveszteségek takaríthatók meg a következő évtizedek. 11

12 Mint az a 2. táblázat alapján látható, a hatékony világítás az elektromos árammal kapcsolatos leghatékonyabb mérséklési lehetőség költség szempontjából. Jelentős CO 2 csökkentési potenciált kínál negatív mérséklési k mellett. A költség szempontjából második leghatékonyabb intézkedés a különböző típusú középületek és közforgalmú helyeken egyre nagyobb számban használt étel- és ital automaták elektromos áramfogyasztásának csökkentését célozza meg energiatakarékos eszközök bevezetésével (1. ábra). Ez a költséghatékonysági intézkedés jelentős csökkentési potenciált kínál negatív k mellett, amit viszonylag könnyen lehet kihasználni, mivel az energiatakarékos eszközök beépítése műszakilag valamennyi automatatípuson lehetséges. A negatív CO 2 csökkentési kkel járó másik fontos intézkedés a hatékony ventilátorok bevezetése, amelyek révén gazdaságos módon lehet csökkenteni az olyan terhelések áramfogyasztását, mint a középületek egyre inkább terjedő szellőztetés és légkondicionálás. Az irodai képalkotó berendezések csökkent üzemmódú fogyasztásának mérséklése (beleértve a készenléti és hibernálási fogyasztást) szintén kedvező lehetőséget jelent a középületek CO 2 kibocsátásainak csökkentésé, mivel negatív k mellett kínálja a csökkentési potenciált. Ez a lehetőség főként oktatási épületek és közigazgatási hivatalokban alkalmazható, mivel az irodai képalkotó berendezések jelentős arányban felelősek az ilyen típusú épületek áramfogyasztásáért. Annak érdeké, hogy útmutatóval szolgáljunk, és segítséget nyújtsunk a magyar közszektor energiahatékonyságát és csökkent áramfogyasztását célzó erőfeszítések koordinálásában, az elektromos áram, fűtés és melegvíz előállítás valamennyi mérséklési lehetőségét rendszerbe foglalva, a kínálati költséggörbe módszerrel felmért költséghatékonyság sorrendjé mutatjuk be (1. ábra). 12

13 1. ábra CO 2 csökkentési potenciál a magyar közszektorban Magyar középületek költség szempontjából összevont költséggörbéje 1500 Euro/t CO kt CO Alap forgatókönyvi CO 2 kibocsátások : 4573 kt CO2 13

14 Hangsúlyoznunk kell, hogy a jelen tanulmány eredményeit nem szabad elkülönítve vizsgálni, ehelyett a meglevő épületek átalakítását általános, holisztikus szempontból kell vizsgálni. Csak ilyen módon használható ki teljes mérték a potenciál. A meglevő épületek többsége (kb. 805) 20 év múlva is működni fog, ezért ha most renoválásukra kerül sor, olyan módon kell renoválni őket, hogy a következő néhány évtized hatékonyak legyenek. Ezért fontos az összes épületburok elem szigetelése, csakúgy, mint a kazánok hatékonyságának növelése. Az eredmények alapján, az intézkedések végrehajtása során először az energiaigények csökkentési lehetőségeinek alkalmazása az eredményesebb, és ezt követik az energiaellátás terén rejlő lehetőségek. A szigetelt épületnek kisebb kapacitású kazánra van szüksége, ami olcsóbb (ez az összefüggés azonban nem vehető figyelembe ennél a modellnél, és ezért a teljes potenciálra kifejtett hatása és nem szerepel a felmérés). Emellett meg kell jegyeznünk, hogy bizonyos hőhasznosítási intézkedések olyan további változtatásokat tesznek szükségessé, mint a szellőzőrendszer fejlesztése vagy hővisszanyerővel való ellátása a kényelmes élet- és munkahelyi feltételek biztosítása érdeké, és ezért az összes átalakítást szakembereknek kell megtervezniük és elvégezniük. Az új építkezések esetén fontos, hogy az építészek és a mérnökök az egész folyamat alatt együtt dolgozva koordinálják munkálatokat. Az átalakításnak minősített energia auditáláson kell alapulnia. A szükségtelen energiapazarlás elkerülése érdeké a közszektorban minden új épületet és felújított épületet esetén használatbavételi engedély szükséges. Végezetül a jelentés szerzői szeretnék egy olyan nemzeti program kidolgozását javasolni a középületek energetikai adatgyűjtésére, mint az UNDP/GEF magyarországi önkormányzati energiahatékonysági projekt. Csak a középületek energiafelhasználásának rendszeres monitorozása és minősített értékelés tud jobb útmutatót adni az irányelv kialakításához. Annak ellenére, hogy a jelen tanulmány a technológiák széles körével és több épülettípus energiafelhasználásával foglalkozik, nem minden lehetséges technológiát vizsgáltunk (így például a megújuló mérséklési lehetőségeket sem). A további kutatások a melegvíz igény további csökkentésének elemzésére fognak összpontosítani, és tovább fogja vizsgálni a magyarországi közszektorban a passzív ház felújítások megvalósíthatóságát. 14

15 TARTALOMJEGYZÉK VEZETŐI ÖSSZEFOGLALÓ...2 TARTALOMJEGYZÉK...15 MOZAIKSZAVAK ÉS RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE...17 ÁBRAJEGYZÉK...18 TÁBLÁZATOK JEGYZÉKE...22 KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS...26 BEVEZETŐ A TANULMÁNY HÁTTERE A TANULMÁNY CÉLJAI A JELENTÉS FELÉPÍTÉSE MÓDSZERTAN MODELLEZÉSI KONCEPCIÓ A KÖZSZEKTOR ÉPÜLETÁLLOMÁNYÁNAK LEBONTÁSA MODELLEZÉSI CÉLOKRA ADATFORRÁSOK MODELLEZÉSI EGYENLETEK Az elektromos áramszolgáltatások energiaigénye Fűtési és melegvíz előállítási energia modellezési egyenletek A CO 2 csökkentési potenciál és a csökkentési k elemezése A FŰTÉS ÉS ELEKTROMOS ÁRAM MODELLEZÉS ÁLTALÁNOS FELTEVÉSEI Alapév CO 2 kibocsátási tényezők Leszámítási százalék Energiaárak AKTIVITÁSJELZŐK A FŰTÉS ÉS MELEGVÍZ ELŐÁLLÍTÁS AKTIVITÁSJELZŐI AKTIVITÁSJELZŐK ELEKTROMOS ÁRAM HASZNÁLATHOZ ALAP FORGATÓKÖNYV A FŰTÉS ÉS MELEGVÍZ ELŐÁLLÍTÁS ALAP FORGATÓKÖNYVE ALAP FORGATÓKÖNYV AZ ELEKTROMOS ÁRAM FELHASZNÁLÁSHOZ CSÖKKENTÉSI LEHETŐSÉGEK CO 2 CSÖKKENTÉSI INTÉZKEDÉSEK FŰTÉSNÉL Külső falszigetelés Tetőszigetelés

16 5.1.3 Pinceszigetelés Ablakcsere Kondenzációs kazánok Hőgazdálkodás Passzív ház szabvány alkalmazása új épületeken A melegvíz igény csökkentése a melegvíz keringetés éjszakai kikapcsolásával ELEKTROMOS ÁRAMRA VONATKOZÓ CO 2 CSÖKKENTÉSI INTÉZKEDÉSEK Energiatakarékos eszközök beszerelése étel- és ital automatákba Hatékony ventilátorok szellőzéshez és légkondicionáláshoz A számítógépek, monitorok és irodai képalkotó berendezések csökkent üzemmódú fogyasztásának csökkentése Hatékony világítás EREDMÉNYEK A FŰTÉS ÉS MELEGVÍZ ELŐÁLLÍTÁS CSÖKKENTÉSI FORGATÓKÖNYVE CSÖKKENTÉSI FORGATÓKÖNYV AZ ELEKTROMOS ÁRAM FELHASZNÁLÁSHOZ A FŰTÉS, MELEGVÍZ ELŐÁLLÍTÁS ÉS ELEKTROMOS ÁRAM EREDMÉNYEI KÖVETKEZTETÉSEK ÉS AJÁNLÁSOK REFERENCIALISTA I. FÜGGELÉK. ÉPÜLETTÍPUSOK ÉS AZOK JELLEMZŐI

17 MOZAIKSZAVAK ÉS RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE CCE CRT DHW EP EuP GHG HVAC HVAC ICT IEA IJ IPCC KSH LCD MEEuP MFD PA PC SFD Konzervált energia Katódsugárcső Használati melegvíz (közszektorra vonatkozó Elektrofotográfiai technológia Energiafogyasztó termékek Üvegházhatású gáz Fűtés, szellőzés és légkondicionálás Fűtés, szellőzés és légkondicionálás Információs és kommunikációs technológiák Nemzetközi Energiaügynökség Tintasugaras technológia Kormányközi Klímaváltozási Bizottság Központi Statisztikai Hivatal Folyadékkristályos kijelző Az energiafogyasztó termékek környezettudatos tervezésének módszertana Multifunkciós készülék Közigazgatás Személyi számítógép Szimpla funkciós készülék 17

18 ÁBRAJEGYZÉK 1. ábra CO 2 csökkentési potenciál a magyar közszektorban költség szempontjából ábra. A szektor elektromos áramfogyasztása Magyarországon, ábra. A szektor fűtési fogyasztása Magyarországon ábra. A tercier szektor része az összes magyar CO 2 kibocsátásban ábra. A végfelhasználó szektorok elektromos áramfogyasztása Magyarországon, ábra. Energiafelhasználás a magyar tercier szektorban (TJ) ábra. Az üzemanyag-fogyasztás szerkezete a magyar tercier szektorban, ábra. Elsődleges üzemanyag-fogyasztás és CO 2 kibocsátások a magyar tercier szektorban, ábra. A magyar közszektor energia végfelhasználóira vonatkozó modellezési keret ábra. A CO 2 mérséklési potenciál felmérésének lépései ábra. A konzervált CO 2 kínálati görbéje ábra. A közszektor épületállományának alakulása 2005 és 2025 között ábra. A közszektor elektromos áram fogyasztásának lebontása ábra. Feladat alapú készülékek üzemmódjai ábra. A szellőző és légkondicionáló rendszerekkel ellátott nem lakóépületek ventilátorainak általános alkalmazásai

19 16. ábra. A 100 lakosra jutó étel- és italautomaták számána alakulása az EU 25 országában, ábra. A magyar középületek energiaigényei (kwh/m 2.a) ábra. Alap forgatókönyvi CO 2 kibocsátások a magyar közszektorban, ábra. A magyar középületek a fűtés-szellőzés-klimatizálás rendszerek használt ventilátorok alap elektromos áramfogyasztása, ábra. A magyar közszektorban az irodai képalkotó berendezések alap elektromos áramfogyasztása, ábra. A magyar közszektorban és a közforgalmi területeken beépített étel- és ital automaták alap elektromos áramfogyasztása, ábra. A magyar közszektorban a számítógépek és monitorok alap elektromos áramfogyasztása, ábra. A magyar közszektorban a világítás alap elektromos áramfogyasztása, ábra. A tanulmány körébe tartozó elektromos áram végfelhasználók kumulatív alap elektromos áramfogyasztása, ábra. A magyar közszektor jelen tanulmány körébe tartozó elektromos áram végfelhasználóinak kumulatív alap CO 2 kibocsátásai, ábra. Az oktatási kis és nagy épületek csökkentési költséggörbéi (euró/t CO 2 ) ábra. Az egészségügyi kis és nagy épületek csökkentési költséggörbéi (euró/t CO 2 ) ábra. A kis és nagy közigazgatási épületek csökkentési költséggörbéi (euró/t CO 2 ) ábra. A szociális épületek csökkentési költséggörbéi (euró/t CO 2 )

20 30. ábra Kulturális épületek csökkentési költséggörbéi (euró/t CO 2 ) ábra. Passzív ház szabvány alkalmazása az új épületek esetén a közszektorban ábra. A magyar középületek fűtési és melegvíz előállítási CO 2 csökkentési görbéje ábra. Elektromos áram megtakarítások kumulatív potenciálja, ábra. CO 2 megtakarítások kumulatív potenciálja, ábra. A magyar közszektorban alkalmazott szellőzés és légkondicionálás ventilátorainak mérséklési költséggörbéje ábra. Az irodai képalkotó berendezések csökkent üzemmódú fogyasztásának csökkentésére vonatkozó mérséklési költséggörbe ábra. A számítógépek és monitorok LOPOMO fogyasztásának csökkentésére vonatkozó mérséklési költséggörbe ábra. Az oktatási épületek hatékony világításának mérséklési költséggörbéje ábra. Az egészségügyi épületek hatékony világításának mérséklési költséggörbéje ábra. A közigazgatási irodák hatékony világításának mérséklési költséggörbéje ábra. A magyar közszektor elektromos áramfogyasztásának részletes mérséklési költséggörbéje ábra. A magyar közszektor elektromos áramfogyasztásának összesített mérséklési költséggörbéje ábra: A magyar közszektor fűtési és elektromos áram CO 2 csökkentési potenciálja költség szempontjából - részletes költséggörbe ábra CO 2 mérséklési potenciál a magyar közszektorban a fűtés és elektromos áram esetén költség szempontjából - átlagolt költséggörbe

21 45. ábra. Az 1990 előtt épített egyszintes oktatási épületek építési módja ábra. Az 1900 előtt és 1901 és 1945 között épített oktatási hagyományos épületek építési módja ábra. Az 1946 és 1989 között épített oktatási iparosított épület építési módja ábra. Az 1990 előtt épített egyszintes egészségügyi épületek építési módja ábra. Az 1990 előtt illetve 1901 és 1945 között épített hagyományos egészségügyi épületek építési módja ábra. Az 1946 és 1990 között épített iparosított egészségügyi épületek építési módja ábra. Az (1990 előtt épített) egyszintes közigazgatási épületek építési módja ábra. Az (1990 előtt épített) közigazgatási nagy épületek építési módja ábra. Az (1990 előtt épített) szociális épület építési módja ábra. Az (1990 előtt épített) kulturális épület építési módja

22 TÁBLÁZATOK JEGYZÉKE 1. táblázat. A CO 2 csökkentési potenciál a különböző költségkategóriákban a magyar közszektorban táblázat. Az összevont lehetőségek CO 2 csökkentési potenciálja költséghatékonyság szerinti rangsorolásban a fűtés, melegvíz előállítás és elektromos áram esetén táblázat. A középületek lebontása az ott folytatott tevékenység szerint táblázat. Különböző fűtési és elektromos áram módok kibocsátási tényezői táblázat. Feltételezett energiaárak táblázat. A középületek felosztása épülettípusokra táblázat A időszakra kivetített középület-állomány paramétereinek összefoglalása táblázat. Az étel- és italautomaták átlagos éves eladás növekedési aránya az európai országokban táblázat. A középületek megoszlása a fűtési módok és a melegvíz ellátási módok szerint táblázat. A fő fűtési rendszerek eltételezett hatékonysága táblázat. A mérséklési lehetőségek megvalósításának természetes üteméből származó alap forgatókönyvi CO 2 csökkenések alakulása és azok i az alap forgatókönyv táblázat. Készülékek átlagos élettartama táblázat. Lámpák átlagos élettartama

23 14. táblázat. A magyar közszektorban használt készülékek műszaki és piaci paraméterei táblázat. A magyar középületek beszerelt lámpák típusa táblázat. Lámpateljesítmény táblázat. Éves üzemórák a közszektorban táblázat. A lámpák átlagos eladás növekedési aránya az EU 25 országában táblázat. Külső falszigetelés műszaki paraméterei táblázat. A tetőszigetelés műszaki paraméterei táblázat. A pinceszigetelés műszaki paraméterei táblázat. Az ablakcsere műszaki paraméterei táblázat. A passzív energiájú középületek építési i a nemzetközi szakirodalom áttekintése és az alkalmazott feltevések alapján táblázat. A referenciaépületek i táblázat. Az átlagos ventilátor elektromos áram és költségvonatkozású tulajdonságok táblázat. A számítógépek és monitorok csökkent üzemmódú jellemzői és a hatékonyságnövelés kiegészítő tőkeberuházásai táblázat. Az irodai képalkotó berendezések csökkent üzemmódú jellemzői és a hatékonyságnövelés kiegészítő tőkeberuházásai táblázat. Világítások tőkebefektetései táblázat. Az egyes lehetőségek CO 2 csökkentési potenciálja és azok i a csökkentési forgatókönyv a fűtés és melegvíz előállítás esetén

24 30. táblázat. Az összevont lehetőségek CO 2 csökkentési potenciálja és azok i a csökkentési forgatókönyv a fűtés és melegvíz előállítás esetén táblázat. Az összevont lehetőségek CO 2 csökkentési potenciálja költséghatékonyság szerinti rangsorolásban, illetve azok i a évi fűtésre és melegvíz előállításra vonatkozó csökkentési forgatókönyv táblázat. Csökkentési potenciál, energia-megtakarítások, a csökkent CO 2 i és a konzervált energia fűtés és melegvíz előállítás esetén táblázat: A magyar középületek fűtésével és melegvíz előállításával kapcsolatos CO 2 csökkentési potenciál az eltérő költségcsoportokban táblázat. Az egyes elektromos árammal kapcsolatos csökkentési lehetőségek által kínált CO 2 csökkentési lehetőségek táblázat. A tanulmány körébe tartozó végfelhasználók összesített CO 2 potenciálja táblázat. Összevont lehetőségek CO 2 csökkentési potenciálja költséghatékonyság szerinti rangsorolásban a fűtés és elektromos áram estén táblázat. Összesített összefoglaló a magyar középületek mérséklési lehetőségeinek költséghatékonyságáról, beruházásairól és energia költség-megtakarításairól táblázat. A CO 2 csökkentési potenciál a különböző költségkategóriákban a magyar közszektorban táblázat. Az 1990 előtt épített egyszintes oktatási épületek jellemzője táblázat. Az 1900 előtt és 1900 és 1945 között épített oktatási hagyományos épületek jellemzői táblázat. Az 1946 és 1990 között épített oktatási iparosított épület jellemzői táblázat. Az 1990 előtt épített egyszintes egészségügyi épületek jellemzői

25 43. táblázat. Az 1990 előtt illetve 1901 és 1945 között épített hagyományos egészségügyi épületek jellemzői táblázat. Az 1946 és 1990 között épített iparosított egészségügyi épületek jellemzői táblázat. Az (1990 előtt épített) egyszintes közigazgatási épületek jellemzői táblázat. Az (1990 előtt épített) közigazgatási nagy épületek jellemzői táblázat. Az (1990 előtt épített) szociális épület jellemzői táblázat. Az (1990 előtt épített) kulturális épület jellemzői

26 KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS A projektet a Magyar Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium finanszírozza. Szeretnénk köszönetet mondani az Egyesült Nemzetek Fejlesztési Programjának (UNDP), amiért jóváhagyta az UNDP/GEF magyarországi önkormányzati energiahatékonysági projekt alapján összegyűjtött energia auditálási adatok mintájának felhasználását, és Huba Bencének, amiért segítséget nyújtott az UNDP/GEF energia auditálások feldolgozásában. Egyúttal szeretnénk hálánkat kifejezni Aleksandra Novikova (Közép-Európai Egyetem), Csoknyai Tamás (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem) és Kovacsics István (Egi Consulting Engineering Co. Kft.) részére a támogatásért és tanácsadásért. 26

27 BEVEZETŐ Ez a fejezet a magyar közszektor jelenlegi energiafogyasztási tendenciáit mutatja be, és ezáltal bizonyítja, hogy mennyire fontos megérteni ezeket a mozgató erőket az ország hatékony energiafelhasználásra és éghajlatváltozás enyhítésére irányuló politikájának kidolgozásában. Ez a fejezet háttérként szolgál szerzők által készített részletes elemzéshez, amely a magyar közszektor energiafogyasztásával és az energiafogyasztás illetve az energiafelhasználással járó CO 2 kibocsátások csökkentésével kapcsolatos lehetőségek költséghatékonyságával foglalkozik. Az építési szektor a második legnagyobb globális széndioxid kibocsátó az ipar után, és a összes globális CO 2 kibocsátás 33%-áért felelős (Price és társai, 2006). Az IPCC Harmadik értékelő jelentése (TAR, IPCC 2001) után az elmúlt öt év alatt a tercier szektor épületeinek energiafelhasználásából származó CO 2 kibocsátások évi növekedési üteme világszerte felgyorsult, és a becslések szerint 3.0%-ot ért el az elmúlt öt éves időszakban az előző 30 éves 2.2% mértékű tendenciával szem (Price és társai 2006). Ugyanakkor a kutatással foglalkozó szakirodalom jelentős része úgy véli, hogy az építési szektornak, beleértve a tercier ágazat épületeit, központi szerepe van a kisköltségű éghajlatváltozás mérséklés világszerte (Levin és társai 2007, UNEP 2007, IEA 2006a). A legjobb gyakorlatra vonatkozó példák széles köre bizonyítja, hogy akár 80%-os energia-megtakarítás érhető el alacsony költség mellett vagy többletköltség nélkül (lásd pl. Öhlinger 2006, Harvey 2006). Ezért hívják nagyon gyakran az üvegházhatású gáz (GHG) mérséklésé 'aranybányaként' az épületeket (Turmes 2005). Ugyanakkor az egyes országok GHG csökkentési lehetőségeinek skálája bizonytalan. Ezért az energiafelhasználás mozgató erőinek és felépítésének megértésére irányuló részletes tanulmányt kell készíteni annak érdeké, hogy felmérhető legyen egy adott ország épületeinek energiafelhasználásából származó GHG kibocsátás csökkentési potenciálja. A következő fejezet ország-specifikus háttér információkat ad a magyar közszektor épületeinek energiafelhasználásáról, és megindokolja, hogy mennyire fontos elvégezni a jelenlegi kutatást ahhoz, hogy az ország éghajlatváltozás mérséklésére irányuló kötelezettségeket vállaljon. 27

28 1.1. A tanulmány háttere A magyar közszektor az ország tercier szektorának egyik összetevője. Ugyanakkor a magyar tercier szektor 2 fontos elektromos áram és hő fogyasztó a tercier szektor az összes magyar elektromos áramfogyasztás kb. harmadáért és az összes magyar hőfogyasztás ötödéért volt felelős (lásd 2. ábra és 3. ábra). 2. ábra. A szektor elektromos áramfogyasztása Magyarországon, ábra. A szektor fűtési fogyasztása Magyarországon Kereskedelmi és köz-szolgáltatások 31% Mezőgazdaság/ Erdészet 3% Ipar 29% Kereskedelmi és köz-szolgáltatások 17% Mezőgazdaság/ Erdészet 0.02% Ipar 29% Szállítás 3% Lakos-sági 34% Lakosági 54% Forrás IEA Forrás: IEA a tercier szektor (amely szolgáltatási szektorként is ismert) az összes magyar CO 2 kibocsátás ötödét érte el (ODYSSEE, 2009) (lásd 4. ábra). 3 2 A tercier szektor alatt kereskedelmi és állami (önkormányzati) épületek értendők a jelentés. 3 A kibocsátásokba tartoznak mind az égésből származó közvetlen kibocsátások, mind az elektromos áram és távfűtés felhasználásához kapcsolódó közvetett kibocsátások. 28

29 4. ábra. A tercier szektor része az összes magyar CO 2 kibocsátásban Szolgáltatások 19% Mezőgazdaság 3% Ipar (autógyártókat beleértve) 26% Háztartások 30% Szállítás 22% Forrás: ODYSEE (2009) Ráadásul a tercier épületek elektromos áramfogyasztása tartósan növekedett az elmúlt 40 év (5. ábra). A magyar tercier szektor épületeinek elektromos áramfogyasztása jelentősen nagyobb ütem nő, mint a magyar gazdaság többi szektorában, és a becslések szerint évi 2%-ot ér el az 1995-től 2005-ig terjedő időszakban (IEA, 2004, 2006b, 2007). A közeljövő a tercier szektor energiafelhasználásának további növekedése várható. A "világ energia, technológia és éghajlat politikájának kilátásai 2030-ban" tanulmány szerint a tercier szektor energiaigénye a leggyorsabban növekvő szegmens világszerte (Energiakutatási Főigazgatóság, 2003). A tercier szektor energiafogyasztásának növekedését számos tényező motiválja, beleértve a berendezések és készülékek 4 egyre nagyobb mértékű terjedését, az új berendezések és készülékek bevezetését, főként az információs és kommunikációs technológia (ICT) terén, a vállalkozások növekvő vásárlóerejét és a beltéri helyiségek és felszerelések növekvő méretét (Bertoldi és Atanasiu 2007) 4 A készülék szó alatt a szerzők minden elektromos áramot használó berendezést értenek, a fűtésre, hűtésre és világításra használt berendezések kivételével. 29

30 5. ábra. A végfelhasználó szektorok elektromos áramfogyasztása Magyarországon, TWh Total Teljes Industry ipari szektor Sector Teljes Total szállítási Transport szektor Sector Lakossági Residential szektor Sector Commercial Kereskedelmi and és köz-szolgáltatások Public Services Agriculture Mezőgazdaság Források: Novikova és Ürge-Vorsatz (2007) készült az IEA alapján (2004, 2006, 2007). A magyar középületek a fűtést és a használati melegvizet (DHW) távfűtés, földgáz, illetve kismérték szén, olaj, tűzifa és elektromos áram biztosítja. Az elektromos áramot csak ritkán használják fűtésre, ugyanakkor a használati melegvíz előállítás kedvelt forrása, főként a kisebb oktatási és közigazgatási épületek (UNDP/GEF energia auditálásokon alapuló megfigyelés, további eredményekre vonatkozóan lásd a 17. ábrát). A tercier szektort a közszektor és a kereskedelmi épületek alkotják együttesen. Az UNFCC keretegyezmény alapján az olyan hivatalos energia statisztikák, mint az IEA és NIR általában összesített információkkal szolgálnak a tercier szektor energiafelhasználásáról. Így csak durva adatokhoz jutunk a különböző energiaforrásokról. Az IEA (2008) szerint a magyar tercier szektorban a teljes végső energiafelhasználás megközelítőleg 155 PJ Ezen belül a földgáz a teljes végső energiafelhasználás közel 70%-át teszi ki, miköz az elektromos áram a végső 5 IEA (Nemzetközi Energiaügynökség) Az OECD országok energia statisztikája. IEA/OECD, Párizs,

31 tercier energiafelhasználás 23%-át, a távfűtés pedig a 6%-át. (IEA alapján, 2008) (6. ábra). 6. ábra. Energiafelhasználás a magyar tercier szektorban (TJ) Távfűtés 6% Biomassza 1% Egyéb 1% Elektromos áram 23% Földgáz 69% Forrás: IEA, Az OECD országok energia statisztikája A távfűtés a teljes tercier szektor kb. 6%-át teszi ki, míg a földgáz közvetlen felhasználása az elsődleges fűtési és melegvíz előállítási forrás. Ami a fűtési módokat illeti, az összes középület 11-12%-a használ távfűtést (a kulturális intézmények kivételével, ahol az épületeknek csak 3%-a használ távfűtést a helyiségek fűtése céljából), miköz a középületek több mint 50%-a központi épületkazánt, illetve kb. 38%-a egyedi fűtést használ (KSH, 2006a). A leggyakrabban használt egyedi fűtéstípus az ún. "gázkonvektor" (Kovacsis István, kommunikáció, 2008). A évi NIR előterjesztés 2.1 verziójának időszakra vonatkozó adatgyűjtése alapján (NIR, 2007) a földgáz közvetlen fogyasztása több mint egy harmaddal nőtt a időszakban, miköz az olaj és a szén esetén radikális csökkenés volt tapasztalható. 31

32 7. ábra. Az üzemanyag-fogyasztás szerkezete a magyar tercier szektorban, Üzemanyagok része a teljes fogyasztásban (%) 100% 80% 60% 40% 20% 0% Folyékony Liquid Fuels üzemanyagok Szilárd Solid Fuels üzemanyagok Gáznemű Gaseous üzemanyagok Fuels Biomassza Forrás: évi NIR előterjesztés időszakra vonatkozó adatai, 2.1 verzió Az alábbi ábra a közvetlen CO 2 kibocsátások alakulását körvonalazza (tehát nem tartalmazza az elektromos árammal és távfűtéssel kapcsolatos CO 2 kibocsátásokat, amelyek az erőmű és fűtés ágazatnak tulajdoníthatók), és a közvetlen üzemanyagfogyasztás alakulását követi. 8. ábra. Elsődleges üzemanyag-fogyasztás és CO 2 kibocsátások a magyar tercier szektorban, Elsődleges üzemanyag-fogyasztás ( ) CO 2 kibocsátások ( ) Els ődl eg es üz em ny agfog ya szt ás (TJ /év ) Elsődleges üzemanyag-fogyasztás a tercier szektorban ( ) CO 2 emissions (kt CO2/ year) 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 CO 2 kibocsátások a tercier szektorban ( ) Forrás: évi NIR előterjesztés időszakra vonatkozó adatai, 2.1 verzió 32

33 Összefoglalva, a kutatással foglalkozó szakirodalom széles köre azt sugallja, hogy számtalan lehetőség van az energiakonzerválásra a tercier szektor épületei, és ezáltal a GHG kibocsátások csökkentésére (lásd pl. Harvey 2006, Levine és társai 2007). Ráadásul a tercier szektor épületei előnyt jelent a professzionális gazdálkodás, ami lehetővé teszi az energiahatékonyság javításának és az energiakonzerválási erőfeszítések központosított irányítását és koordinálását. Ez az oka annak, hogy miért lehet sokkal könnyeb elérni a CO 2 csökkentési potenciált a tercier szektor épületei, mint a lakóépületek. Ráadásul a legújabb tanulmányok (pl Koeppel és társai tanulmánya 2008) azt jelzik, hogy lehetőségek vannak az energiaigény és -fogyasztás csökkentésére (ez a tanulmány az elektromos áramra összpontosított) a magyar középületek. Ugyanakkor az energiafogyasztás csökkentésének köre és ezáltal a magyar középületek elérhető CO 2 kibocsátás mérséklési potenciál bizonytalan, mivel hiányoznak az olyan kutatások, amelyek a közszektorra vonatkozó CO 2 mérséklési lehetőségeket és azok megvalósítási it elemzik részletesen. A jelen tanulmány célja, hogy ezt az ismerethiányt kitöltse, és stabil alapot biztosítson a magyar döntéshozók és politika alakítók számára a közszektor energiakonzerválására és CO 2 mérséklésére irányuló fenntartható éghajlat politikához A tanulmány céljai A tanulmány általános célja a CO 2 csökkentési potenciál és azoknak a knek a felmérése, amelyeken ezek a csökkentések elérhetők a magyar közszektorban a ig terjedő időszakban. Még pontosabban a jelen tanulmány arra irányul, hogy kitöltse az előző bekezdés körvonalazott ismerethiányt a tanulmány következő céljainak elérésével: 1. a magyar közszektor épületeinek energiafelhasználásából származó jelenlegi széndioxid kibocsátások felmérése; 2. a középületek alkalmazható alapvető kis és nulla széndioxid kibocsátású technológiák és gyakorlatok azonosítása; 33

34 3. a középületek az egyes csökkentési lehetőségek alkalmazásából származó CO 2 kibocsátás csökkentési potenciál és a lehetőségek megvalósításával járó k felmérése; 4. a CO 2 csökkentési potenciál felmérése a magyar közszektorban a ig terjedő időszakra vonatkozóan a konzervált CO 2 költségének függvényé A jelentés felépítése Ez a jelentés olyan szerkezet készül, amely háttér információkat ad a jelenlegi tanulmányhoz, a tanulmányban valamint az adatforrásokban hasznosított módszertant ismerteti, egyúttal bemutatja az elért eredményeket, és ismerteti az eredmények megvitatását azzal a céllal, hogy javaslatokat adjon a politika kialakításához a magyar közszektorban a ig terjedő időszakban elérhető CO 2 csökkentési potenciál kihasználására vonatkozóan. Az első fejezet információkat ad a magyar tercier szektor energiafogyasztásáról, ismerteti a tanulmány céljait, és igazolja a jelenlegi kutatás vállalásának fontosságát. A második fejezet ismerteti a jelenlegi tanulmányban alkalmazott módszertant, és részletesen bemutatja a kiválasztott modellezési koncepciót, adatforrásokat, fő modellezési egyenleteket, illetve az olyan feltevéseket, mint a különböző energia alapanyagok, távfűtés és elektromos áram CO 2 kibocsátási tényezői, leszámítási százalék, alapév és üzemanyagárak. A harmadik fejezet a tervezett időszak energiafelhasználásának modellezéséhez használt aktivitásjelzőket írja le. Ezeket a fűtés és melegvíz előállítás modellezés jelzőire és az elektromos áram modellezés jelzőire osztjuk. A negyedik fejezet az alap forgatókönyv tervezését magalapozó fő lépéseket adja meg. Az ötödik fejezet a közszektorban használt mérséklési lehetőségeket és a megvalósításuk alapját képező fő feltevéseket ismerteti. A 6. fejezet az alkalmazott mérséklési lehetőségek eredményeit és a közszektor ebből származó évi CO 2 csökkentési potenciálját ismerteti. Az eredményeket a Következtetések és javaslatok rész összesíti, amely a tanulmány politika kialakításra vonatkozó főbb utalásait emeli ki, és egyúttal javaslatot tesz a további kutatási területekre. 34

35 2. MÓDSZERTAN Ez a rész a jelenlegi tanulmányban alkalmazott modellezési módszertant mutatja be. Áttekintést ad a fő modellezési elemekről, és ismerteti a CO 2 mérséklési potenciál felmérésének lépéseit. Egyúttal megvitatja a modellezési keret kialakításához használt fő modellezési feltevéseket. Végezetül áttekintést ad a magyar közszektor energiafelhasználására és a kapcsolódó CO 2 kibocsátásokra vonatkozó modell kialakításában felhasznált fő adatforrásokról. 2.1 Modellezési koncepció A jelen kutatás céljára alulról felfelé irányuló modellezési koncepciót használunk. Az alulról felfelé irányuló modell a végfelhasználói technológiák és a végfelhasználók energiaigénye közötti kapcsolatot jelenti. A jelen tanulmány céljából kialakított modellezési keretet a (9. ábra) mutatja be. A közszektor energia végfelhasználóinak alulról felfelé kialakított modellje két fő elemből áll, a fűtés elemből és az elektromos áram elemből, amelyeket ezt követően végfelhasználó technológiákra bontunk. 9. ábra. A magyar közszektor energia végfelhasználóira vonatkozó modellezési keret. Energiahaszn. alulról felfelé nézett modellje a magyar közszerktorban Termikus komponens Elektromos komponens Fűtés Melegvíz előáll. Készülékek Világítás Az alulról felfelé kialakított modell kétféle forgatókönyv, az alap forgatókönyv és a csökkentési forgatókönyv kidolgozásához használatos. Az alap forgatókönyv a magyar közszektor energiafogyasztásának 2005 és 2025 között várható legvalószínűbb fejlődési irányát és a kapcsolódó CO 2 kibocsátásokat tárja fel. A tanulmányban az általános ügymenet alap forgatókönyv került kidolgozásra. Ez a forgatókönyv arra enged 35

36 következtetni, hogy a közszektorban az energiaintenzitások a piaci erők, a hatékonyságot befolyásoló politikák és a most alkalmazott vagy folyamatban levő, illetve a jövő folytatandó energiahatékonysági intézkedések hatására változni fognak. A csökkentési forgatókönyv a referenciaként szolgáló alap forgatókönyvvel szem tárja fel a becsült csökkentési lehetőségek CO 2 mérséklési hatását. A 10. ábra grafikusan mutatja be a forgatókönyvek elkészítési folyamatát és a CO 2 mérséklési potenciál felmérési folyamatát. 10. ábra. A CO 2 mérséklési potenciál felmérésének lépései CO 2 kibocsátás, tco 2 Általános ügym. forgatókönyv Alapév CO 2 kibocsátás A CO 2 mérséklési lehetőségek alkalmazása Csökkentési forgatókönyv Az elkészült forgatókönyvek fizikai aktivitásjelzők (azaz épületállomány, készülékállomány, lámpák, fűtő és melegvíz előállító berendezések), a kapcsolódó energiafogyasztás és CO 2 kibocsátások vonatkozásában mutatják be a magyar közszektort. A modell az ide tartozó technológiák különböző energiaráfordítási kombinációit dolgozza fel, és megadja ezeknek a kombinációknak a CO 2 kibocsátását. A modell eredménye a konzervált CO 2 kibocsátások kínálati görbéje. A konzervált széndioxid kínálati görbéjére mutat példát a 11. ábra. 36

37 11. ábra. A konzervált CO 2 kínálati görbéje Mérséklési költség CO2 x Kumulatív mérséklési potenciál x Forrás: Készült a McKinsey & Company 2007 alapján. Az x intézkedés megvalósítása CO 2 x megtakarítást jelent x konzervált széndioxid egységre eső n. A konzervált széndioxid kínálati görbéjének elkészítése az ismétlődő lépések alábbi sorrendjéből áll (Sathaye és Meyers 1995). Első lépés a költséghatékonyságuk alapján rangsorolni kell a magyar közszektorban alkalmazható lehetőségek listájából a csökkentési lehetőségeket, hogy azonosítható legyen a csökkentett CO 2 kibocsátásokat legkisebb n eredményező intézkedés. Ezután az alap forgatókönyv készül el azzal a feltételezéssel, hogy a legkisebb CO 2 csökkentési költséggel járó csökkentési intézkedés kerül alkalmazásra. Az ide tartozó többi csökkentési lehetőségre vonatkozóan az új alap forgatókönyvvel szem kell felmérni az új energiamegtakarításokat, CO 2 megtakarításokat, illetve a csökkentett CO 2 kibocsátások it. Ezáltal a rangsorolt listában az egyes intézkedések növekményes CO 2 csökkentési potenciálja azon a feltevésen mérhető fel, hogy a listában szereplő minden előző intézkedés már alkalmazásra került. A konzervált széndioxid kész kínálati görbéje a CO 2 költségének függvényé fejezi ki a teljes csökkentési potenciált. 37

38 2.2 A közszektor épületállományának lebontása modellezési célokra Modellezési célokra az összes magyar középületet a következő módon bontjuk le (3. táblázat): 3. táblázat. A középületek lebontása az ott folytatott tevékenység szerint Épület típusa Épületek száma Oktatási épületek Összesített kategóriák Épületek száma Floor area (m2) Óvodák Óvodák és bölcsődék Bölcsődék 513 Általános iskolák Szakközépiskolák 523 Középiskolák Alapfokú művészei iskolák épületei 164 Speciális iskolák 250 Oktatási intézmények speciális épületei 150 Általános és középiskolák Egyetemek 286 Egyetemek Egészségügy 5005 Épületek fekvőbetegeknek 841 Szanatórium, kórház és otthon gyógyíthatatlan betegek számára 40 Orvosi rendelők Mentőállomások 265 Kórházak és épületek ágyban fekvő betegek számára Orvosi rendelők és mentőállomások Egészségügyi központok Egészségügyi központok Közigazgatási hivatal épületei 5403 Polgármesteri és kerületi jegyzői iroda Közigazgatás Kereskedelmi épületek 751 Kis közigazgatási épületek Nagy közigazgatási épületek Szociális épületek 2732 Idősek számára szolgáltatásokat nyújtó többfunkciós épületek 1725 Szociális épületek Idős emberek ideiglenes elszállásolása 400 Hajléktalanok ideiglenes elszállásolása 104 Árvaház 458 Egyéb szociális 49 Kulturális épületek 5021 Kulturális központok 2977 Kulturális épületek Könyvtárak és raktári helyiségek 753 Múzeumok 683 Mozik 171 Többfunkciós kulturális és sport létesítmények 211 Egyéb kulturális 226 ÖSSZESEN

39 Forrás: a KSH 2006a, KSH 2006b, KSH 2005a, KSH 2005b, KSH 2004 KSH 2002a, KSH 2003a, KSH 2003b, KSH 2000, Ürge-Vorsatz, D. és társai 2000 illetve a kiválasztott UNDP/GEF auditálások feldolgozásának eredményei alapján. A bemutatott tanulmányban az épületeket a következő épülettípusokra osztjuk (funkció és méret alapján): 2. Kis oktatási épületek - óvodák és bölcsődék 3. Nagy oktatási épületek - általános, középiskolai és tercier szektor épületek 4. Kis egészségügyi épületek - orvosi rendelők és mentőállomások 5. Nagy egészségügyi épületek - Kórházak és épületek ágyhoz kötött betegek számára, illetve egészségügyi központok 6. Kis közigazgatási épületek lakosnál kisebb települések önkormányzati épületei 6 7. Nagy közigazgatási épületek lakosnál nagyobb települések önkormányzati épületei 8. Szociális épületek 9. Kulturális épületek A következő épületekre nem vonatkozik a jelen tanulmány a közszektoron belül: étkezdék (amelyek olyan intézmények épületének részét képezik vélelmezésünk szerint, mint az iskolák, kórházak és irodaépületek), katonai épületek és börtönök, sportlétesítmények (pl. tornatermek és uszodák), tűzoltóságok és a melléképületek, pl. raktárhelyiségek és garázsok. 2.3 Adatforrások A jelenlegi tanulmányban az adatforrások széles körét használjuk fel az 1.2 bekezdés megadott kutatási célok elérése érdeké. Ahhoz, hogy a magyar középületeket modellezési kategóriákba tudjuk sorolni, áttekintettük a Magyar Központi Statisztikai Hivatal kiadványainak listáját, beleértve az alábbiakat: Az 6 A lakos küszöbérték Szalay munkáján alapul (személyes kapcsolattartás, 2008) 39

40 önkormányzati vagyonok 2005 (KSH 2006a), Az önkormányzati vagyonok 2000 (KSH 2000), Magyarország számadatokban: 2006 (KSH 2006c). A magyar közszektor elektromos áramfogyasztásának modellezéséhez a következő fő adatforrásokat használtuk fel: a Tercier szektor elektromos áramfogyasztásának monitorozása című európai projekt (EL-TERTIARY 2008) kereté összegyűjtött, a magyar oktatási épületek elektromos áram felhasználásának méréséből származó adatok, illetve az EU tercier szektor épületekre vonatkozó eredményeket bemutató projekt jelentés (Gruber és társai 2008), jelentés a magyarországi önkormányzatok által finanszírozott épületek világításáról (Ürge-Vorsatz és társai 2000), Eurostat adatbázis, az Európai Ital- és Áruautomata Szövetségtől (EVA 2008) kapott, automatákra vonatkozó készlet és piaci tendencia adatok, a Státuszjelentés a Kibővített Európai Unió elektromos áramfogyasztási és hatékonysági tendenciáiról (Bertoldi és Atanasiu 2007), irodai berendezések műszaki jellemzői a Schlomann és társai 2005 kiadványban, valamint a következő EuP 7 előkészítő tanulmányok szolgáltak adatforrásként: 3. tétel: Személyi számítógépek (asztali gépek és laptopok) és számítógép monitorok (IVF 2007), 4. tétel: Képalkotó berendezések (Fraunhofer IZM 2007a), 6. tétel: Készenléti és hibernálási üzemmód veszteségek (Fraunhofer IZM 2007b), 8. tétel: Irodai megvilágítás (Van Tichelen és társai 2007), 11. tétel: Ventilátorok a nem lakóépületek szellőzéséhez (Radgen és társai 2007) A fűtés és melegvíz előállítás modellezésére a következő adatokat használtuk fel: Novikova és Ürge-Vorsatz (2007), amelyeket Novikova módosított (2008), Magyar Központi Statisztikai Hivatal (KSH, 2005a), az UNDP/GEF magyar közszektor energiahatékonysági projekt kereté elvégzett energia auditálások válogatása, Csoknyai Tamás által biztosított display kampány és auditálások, EPA NR próbatanulmányok (2007), Hegger és társai (2008), Harvey (2006), Veronica (2004), illetve termékkatalógusok tűrésrendszerekhez és szabályozó berendezésekhez (Kiss Zoltán által biztosítva, 2009). Értékes információkat kaptunk több szakértőtől, így Csoknyai Tamástól, Kovacsic Istvántól és Szolay Zsuzsannától (személyes vagy kapcsolattartás, 2008 és 2009). 7 Az Energiafogyasztó termékek környezettudatos tervezésére vonatkozó keretirányelv (2005/32/EK irányelv) megvalósításának támogatására készített háttér tanulmányok sorozata. További információk vonatkozásában lásd: 40

41 A magyar közszektorban rendelkezésre álló csökkentési lehetőségek adatbázisának alapját képezték a Harvey (2006, Levine és társai (2007), Novikova és Ürge-Vorsatz (2007), illetve a fent említett EuP előkészítő tanulmányok jelentései, valamint az energiahatékonyságról szóló, szakértőkkel készített interjúk. Energia auditálások feldolgozása A modellhez és a számításokhoz szükséges adatok összegyűjtése volt a legnagyobb kihívás. Először is azért, mert az energia végfelhasználásra vonatkozó adatok szűkösen állnak rendelkezésre az egész világon, hiszen az adatgyűjtés és közlés a kereskedelem forgalmazott energiaformákra összpontosít, és a mérőnél fejeződik be. Ez a probléma különösen a rendkívül változó épülettípusokat, funkciókat, felhasználási mintákat magába foglaló tercier szektorban jelent nehézséget. A világon csak nagyon kevés ország próbálja meg következetesen begyűjteni és közölni a tercier épületek energia végfelhasználói fogyasztásának részletes statisztikai adatait. Ez a probléma Magyarországon sem jelent kisebb kihívást. Az ilyen célú adatgyűjtés egyik egyedülálló lehetősége Magyarországon az UNDP/GEF Magyar Közszektor Energiahatékonysági Projekt volt. A projekten belül, 2002 és 2008 között különböző önkormányzati épületek több mint 1000 energia auditálást folytattak le Magyarországon. Az elvégzett nagyszámú auditálás eredményeként ez a projekt egyedülálló betekintést nyújt a magyar közszektor épületeinek energiafogyasztási mintáiba. Annak érdeké, hogy a különböző épülettípusok jellemzőbb képet adjanak, a Display kampány (2008) és Csoknyai (2008) eredményeit szintén figyelembe vették a tanulmányban az áltagos energiaigények számításához. Az auditálások témája és részletessége változó. A legtöbb auditálás nem egységes szerkezetű. A legrészletesebb példák közé tartoznak a számítási módszerek, az épületjellemzőkre és energiafogyasztásra vonatkozó speciális információk, illetve a teljes épület és a hőveszteséget okozó problémás területek részletes alaprajzai és képei. Ugyanakkor több auditálás nem közölt olyan adatokat, mint az átlagos energiaigény számításához szükséges éves energiafogyasztás és fűtött terület, ami miatt ezeket 41

42 kizártuk az elemzésből. A revizorok sokaságának eltérő auditálási gyakorlatai miatt egységesített módszertant alkalmaztunk az auditálásokból szerzett nyersadatokon. A módszertan részei voltak a melegvíz igény és hidegvíz fogyasztás átlagos éves arányára vonatkozó harmonizált feltevések, az adott helyek fűtési foknapjára vonatkozó feltevések, a fűtött terület aránya stb. Ez a harmonizálás világossá teszi a számítási eljárást, ugyanakkor a folyamat során az adott épületekre vonatkozó bizonyos részletes adatok vitathatatlanul elvesznek (amelyeket felhasználtak az auditálás során a számításhoz, de nem közöltek). Ez a tanulmányban számított eredmények és az auditálás során közöltek között némi eltérést okoz (nem mindegyik auditálás számolt ezekről). A kis mértékű eltérés ellenére a kapott átlagos energiaigények értékelhető betekintést adnak a középületek fogyasztási mintáiba. 2.3 Modellezési egyenletek Energiaegyensúly egyenleteket készítettünk, hogy kiszámítsuk az átlagos elektromos áram és fűtés áramlásokat, így ezáltal a magyar középületek világításához, készülékeihez, fűtéséhez és melegvíz előállításához szükséges elektromos áram és fűtés igényeket. Azokat az energia végfelhasználókat választottuk ki elemzés céljából, akik nagy arányban fogyasztanak elektromos áramot és fűtési energiát, és nagy a penetrációs arányúk. Az elemzett épülettípusok elektromos áram felhasználásához kapcsolódó végfelhasználói technológiák listája az alábbiakat tartalmazza: világítás; számítógépek és monitorok, irodai képalkotó berendezések, ventilátorok a fűtés-szellőzés-klimatizálás rendszerek, étel- és ital automaták. A fűtéshez és melegvíz előállításhoz kapcsolódó végfelhasználói technológiák listájába tartoznak: az épületburok (falak, tető, pince) szigetelése, ablakcsere, régi épületkazánok cseréje hatékony kondenzációs kazánokra, az épületek belső hőmérsékletét szabályozó fűtésvezérlő berendezések, illetve 42

43 a kiválasztott épületek a melegvíz keringetéséből származó transzmissziós hőveszteségek csökkentésére irányuló lehetőség. új építésekre vonatkozó passzív ház szabvány. A különböző épülettípusokban minden ilyen intézkedést a vizsgált alszektorra vonatkozóan mérünk fel. A jelenlegi tanulmányban használt specifikus modellezési egyenleteket a következő fejezetek mutatjuk be Az elektromos áramszolgáltatások energiaigénye A magyar közszektor elektromos áramfogyasztásának modellezéséhez az összes elektromos áram végfelhasználót négy kategóriába soroljuk a specifikus funkcióik vagy a rendelkezésre álló módok alapján. Ezek a kategóriák (Fraunhofer IZM 2007b): Mindig bekapcsolt termékek. Ezek a termékek csak két lehetséges üzemmóddal, az aktív és kikapcsolt üzemmóddal rendelkeznek, és aktív üzemmódba kerülnek, amint a hálózatra csatlakoztatják őket. A funkciók teljes köre elérhető (bár nem mindig szükséges) a felhasználó számára, amikor a készülék aktív üzemmódban van. Be-/kikapcsolt termékek. Ezek a készülékek három különböző üzemmóddal rendelkeznek: aktív, hibernálás és kikapcsolt (áramtalanított). A készülék aktív üzemmódba kerül, amikor a hálózatra csatlakoztatják, és egy készenléti kapcsolót kell kézzel működtetni. A készülék a hibernált üzemmódban is fogyaszthat elektromos áramot. Bekapcsolt/készenléti termékek. Ezek a termékek aktív, készenléti, hibernálási (ha van ilyen kapcsoló) és áramtalanított (kikapcsolt) üzemmóddal rendelkeznek. Ezek a készülékek manuálisan aktiválhatók készenléti üzemmódból, illetve kikapcsolhatók készenléti üzemmódba, és erre a célra távirányítóval rendelkezhetnek. Az e csoportba tartozó bizonyos készülékek esetén előfordulhat, hogy funkcionális veszteség történik (pl. programbeállítás vagy memória vesztés), ha a készüléket áramtalanítják. Bizonyos készülékek esetén a kikapcsolt üzemmód 43

44 lehetőségek nem biztosíthatók már a hálózati készenlét (hálózati kommunikáció) bevezetése miatt. Feladat alapú termékek. Ezek a készülékek meghatározott "funkcióciklust" vagy "feladatot" végeznek aktív üzemmódban. A feladat befejezése után egy bizonyos idő elteltével a készülék lecsökkent egy sor funkciót, és készenléti vagy hibernálási üzemmódba vált energia-megtakarítás céljából. Az üzemmódok manuálisan is válthatók a készüléken jellemzően megtalálható gombok vagy kapcsolók megnyomásával (hibernálás). Emellett le lehet kapcsolni a készüléket a hálózati ellátásról is. Az elektromos áram szolgáltatások iránti teljes igény az egyes végfelhasználók elektromos áram igényének összegeként a következő egyenlet szerint állapítható meg (0.1): FE totali = FE (0.1) j ij Ahol: FE total i teljes végső elektromos áramfogyasztás i év [kwh]; i modellezési év; j készülék vagy világítási technológia; FE ij a j készülék vagy technológia végső elektromos áram fogyasztása i modellezési év [kwh]; Az egyes végfelhasználók végső elektromos áramfogyasztása a fentiek leírt különböző elektromos terméktípusok jellege szerint állapítható meg. Így a világítás elektromos áramfogyasztása a következő egyenlet szerint állapítható meg (1.2): FE = Power Time N ; (0.2) lightingij ij ij FE lighting ij a j világítási technológia végső elektromos áram fogyasztása i modellezési év [kwh]; i modellezési év; j világítási technológia; Power ij az i modellezési év használt j lámpa teljesítménye [kw]; Time idő [óra]; 44

45 N ij a j lámpaégők készlete az i modellezési év [egység]; A mindig bekapcsolt termékek, pl. étel- és ital automaták, illetve a szellőzés és légkondicionálás ventilátorainak elektromos áramfogyasztása azoknak a spontán hatékonyság javításoknak a figyelembe vételével állapítható meg, amelyek a modellezési időszakban várhatóan be fognak következni, és a következő egyenlet szerint kerülnek modellezésre (0.2): FE = UEC EI N ; (0.2) ij Reference j ij ij FE ij a j készülék végső elektromos áram fogyasztása i modellezési év [kwh]; i modellezési év; j végfelhasználó technológia; UEC Reference j a j készülék végső elektromos áram fogyasztása a referencia forgatókönyv az i modellezési év [kwh]; EI ij autonóm hatékonyság javítási együttható [%]; N ij a j készülékek készlete az i modellezési év [egység]; A bekapcsolt/hibernált, bekapcsolt/készenléti és feladat alapú termékek végső elektromos áramfogyasztásának felmérésekor figyelembe kell venni a készülék teljesítményfelvételét az egyes bekapcsolási üzemmódokban, illetve a készülék egyes üzemmódjainak átlagos éves idejét, és az alábbi egyenlet szerint kell modellezni (0.3): FEij = ( PA ta+ PSB tsb+ POff toff ) EIij Nij (0.3) Ahol: j FE ij az i modellezési év a j készülék elektromos áram igénye [kw]; i modellezési év; j készülék; P A teljesítményfelvétel aktív üzemmódban [kw]; t A használati idő aktív üzemmódban [óra]; P SB teljesítményfelvétel készenlét üzemmódban [kw]; t SB használati idő készenlét üzemmódban [óra]; P Off teljesítményfelvétel hibernált üzemmódban [kw]; 45

46 t Off használati idő hibernált üzemmódban [óra]; EI ij autonóm hatékonyság javítási együttható [%]; N ij készülékkészlet [egység]; Az Nij készülékkészlet nem állandó érték. Változik a modellezési időszakban, és olyan paraméterek határozzák meg, mint a készülék élettartama és az eladás növekedési üteme Fűtési és melegvíz előállítási energia modellezési egyenletek A közszektorban az energiafogyasztást az egyes épülettípusok fűtéshez és melegvíz előállításhoz szükséges fűtési energia igénye (kwh/m 2 ), a fűtött terület, illetve a fűtési és melegvíz előállítási rendszer hatékonysága alapján kell megállapítani. A mérséklési lehetőségek alkalmazásával megtakarított energia számításához hőveszteség csökkentését megállapító egyenleteket használunk. Ezeket az egyenleteket Novikovától (2008) vettük át, és Kovacsics István tanácsai alapján alakítottuk ki. Novikova modellezési keretét (2008) használjuk a közszektor fűtési és melegvíz előállítási modelljének alapjaként, ahol az épületállomány ábrázolására vonatkozó összes alapvető feltevést, a különböző épülettípusok fűtési és melegvíz előállítási módjait és energiafogyasztását, illetve a modellre vonatkozó alap feltevéseket, például az energiaárakat a közszektor épületeinek specifikusságához igazítottuk. Módosításokat alkalmazunk a fűtésvezérlések és a keringetéssel csökkentett melegvíz igény modellezéséhez (lásd alábbiakban). A fűtés és melegvíz előállítás fűtési energia igényét az energia auditálások (UNDP/GEF auditálások, Display kampány auditálások sora és Csoknyai Tamás által biztosított auditálások) eredményei alapján számítottuk ki, és az egyenletek Csoknyai Tamás tanácsain alapulnak (2008). 46

47 Fűtés modellezési egyenletek A fűtési energia igény számítása energia auditálások alapján Az auditálások eltérő minősége miatt a fűtés és melegvíz előállítás specifikus energia igényének számításához módszertant fejlesztettünk ki Csoknyai Tamással együttműködés (1.5): Ahol: q sh i FESH i. η sh = (1.5) Ah i FE SH i - átlagos évi végső fűtési energiafogyasztás i épület az elmúlt három év, az i épület helyének időjárási tényezőjével korrigálva [MWh] q sh i az i épület egységnyi fűtött szintterületének specifikus fűtési energia igénye [kwh/m 2 ] η sh a fűtési rendszer hatékonysága [%] A h i az épület fűtött szintterülete [m 2 ] Ezután az átlagos specifikus fűtési igényt q sh j (kwh/m 2 ) számítjuk ki épülettípusonként Fűtési energiafogyasztás A fűtés energiaigényét és végső energiafogyasztását a következő egyenletekkel (1.6) és (1.7) számítjuk ki épületenként: Ahol: Q SH j FE SH j Q SH j= qsh j. Ah j (1.6) Q SH j = (1.7) η sh fűtési energiaigény épületenként, j épülettípus [MWh] FE SH j végső fűtési energiafogyasztás épületenként [MWh] 47

48 q sh j egységnyi fűtött szintterület átlagos specifikus fűtési energia igénye j típusú épületenként [kwh/m 2 ] A h j fűtött szintterület j típusú épületenként [m 2 ] η sh a fűtési rendszer hatékonysága [%] Ezután a végső fűtési energiafogyasztást számítjuk ki országos szinten (1.8): Ahol: FE country SH j [MWh] FE country SH j= Q SH j. Nj (1.8) - végső fűtési energiafogyasztás országos szinten j típusú épületenként Nj - figyelembe vett épületek száma j típusú épületenként A tercier szektorban az éves végső fűtési energiafogyasztást az összes figyelembe vett épülettípus végső energiafogyasztásának összegeként számítjuk A termikus lehetőségek megvalósításával elért hőveszteség csökkenés számítása A termikus lehetőségek alkalmazásából származó energia-megtakarítások alapját képezi a korlátozott hőtovábbítással elért hőveszteség csökkentés és a korlátozott levegő beszivárgással elért hőveszteség csökkentés számítása, amelyek az átalakított épületek a különböző épületelemek (külső falak, pince és tető, illetve ablakok) jobb hőtani tulajdonságainak köszönhetően valósulnak meg. Korlátozott továbbítással elért hőveszteség csökkentés (1.9) és (1.10): Ahol: Qk = Uk Ak HDH (1.9) Qa= Qk (1.10) k Q a hőtovábbítás miatti hőveszteség csökkentése [kwh] Qk a k épületelemmel elért hőveszteség csökkentés [kwh] A k a k épületelem felületi területe [m 2 ] 48

49 2 a k épületelem átlagos hőátadási együtthatójának változása [ W / m K ] U k HDH fűtési fok óra [K.h] A hőveszteség csökkentése korlátozott levegő beszivárgással (1.11) Ahol: = (1.11) Qv cp p ACH Vj HDH Q v hőveszteség levegő beszivárgás miatt [kwh] c a levegő specifikus hőkapacitása ( c = 1.0 kj / kg K at 20 C) p p ρ - a levegő sűrűsége 3 (1.2 kg / m at 20 C) V j levegőmennyiség a j típusú épület [m 3 ] ACH óránkénti légcsere változása [h -1 ] A hőveszteség csökkenését épülettípusonként számítjuk. Ennek alapján a Q SH fűtési energiaigény csökkenését a következő egyenlettel számítjuk ki (1.12): = + (1.12) Q SH Qa Qv Ezt követően a végső energia-megtakarításokat az (1.13) alapján számítjuk ki: Q η FE SH = SH (1.13) sh A számítás alapjául Novikova (2008) szolgál Melegvíz előállítás modellezési egyenletek A melegvíz előállítási energia igény számítása energia auditálások alapján A legtöbb auditálás nem számolt be külön a melegvíz előállítás energiafogyasztásáról. Ezért ezt külön számítottuk ki az auditált épület összes hidegvíz igénye alapján. A melegvíz fogyasztás jellemzően az épület összes hidegvíz igényének 40%-át teszi ki (Csoknyai Tamás, személyes kommunikáció, 2009). A melegvíz igényt a következő 49

50 egyenletekkel számítottuk ki (Csoknyai Tamással fenntartott személyes kommunikáció útján, 2009) (1.14) és (1.15): QWH i= VCW i.0.4. c. ρ.( THW TCW) (1.14) q wh i Ahol: QWH i = (1.15) Ah i Q WH i - az auditált épület melegvíz előállítási igénye [MWh] V CW i - az auditált épület hidegvíz fogyasztási mennyisége [m 3 ] c - a víz fajlagos hője (4200 J / kg. K ) ρ - vízsűrűség (1000 kg/m 3 ) T HW - a melegvíz hőmérséklete (feltételezett T HW = 40 C) T CW - a hidegvíz hőmérséklete (feltételezett T CW =10 C) A h i az auditált i épület fűtött szintterülete [m 2 ] q wh i - az auditált i épület specifikus melegvíz előállítási igénye fűtött szintterületenként [kwh/m 2 ] Ezután az átlagos specifikus melegvíz előállítási igényt q wh j számítjuk ki j típusú épületenként (kwh/m 2 ) Melegvíz előállítási energiafogyasztás A melegvíz előállítás energiaigényét és végső energiafogyasztását a következő (1.16) és (1.17) egyenletekkel, a fűtési igényhez hasonlóan számítjuk ki: ahol: Q WH j= qwh j. Ah j (1.16) FE WH j Q WH j = (1.17) η wh Q WH j melegvíz előállítási energiaigény épületenként, j épülettípus [MWh] FE WH j végső melegvíz előállítási energiafogyasztás épületenként, j épülettípus [MWh] 50

51 q wh j egységnyi fűtött szintterület átlagos specifikus melegvíz előállítási energia igénye j típusú épületenként [kwh/m 2 ] A h j fűtött terület j típusú épületenként [m 2 ] η wh a melegvíz előállító rendszer hatékonysága (a fűtési rendszer hatékonyságával azonosnak feltételezett) [%] Ezután a végső melegvíz előállítási energiafogyasztást számítjuk ki országos szinten (1.18): FE country WH j= Q WH j. Nj (1.18) Ahol: Nj - figyelembe vett épületek száma j típusú épületenként FE country WH j - végső melegvíz előállítási energiafogyasztás országos szinten j típusú épületenként [MWh] A számítás alapjául Novikova (2008) szolgál Modellezési egyenletek a keringető csövek miatt veszteség számításához A keringető vezeték hőveszteségét a radiátorok hőveszteségének számítása alapján számítjuk ki a keringető vezetékek felületének és a radiátorfelület arányával. Feltételezzük, hogy a keringető csövek hőátadási együtthatója azonos a fűtési rendszer radiátorainak hőátadási együtthatójával (1.19). Q rec Ahol: Q T T A = SH j rec cor rec tsh Trad Tinner Arad. t rec (1.19) k hőátadási együttható [W/K.m 2 ]; k rad = k feltételezett rec Q rec a melegvíz keringető csövek hővesztesége épületenként [MWh]; Qrec krec srec t Q SH j = fűtési energiafogyasztás épületenként, j típusú épület [MWh] 51

52 t sh - a fűtési rendszer üzemideje [óra] t rec - a melegvíz előállítási rendszer üzemideje [óra] T rec a keringető csövek hőmérséklete [ºC] T rad a radiátorok hőmérséklete [ºC] T cor a helyiségek hőmérséklete, ahol a keringető csövek elhelyezkednek (általában folyosók vagy pincék) [ºC] T inner az épület fűtött területének belső hőmérséklete [ºC] A rec a keringető csövek felülete [m 2 ] A rad a radiátorok felülete [m 2 ] és ahol: A A A A rec rad rec rad = 0.2 középületek esetén, kórházak kivételével = 0.3 kórházak esetén A számítás alapjául Kovacsics (személyes kapcsolattartás, 2008) szolgál A CO 2 csökkentési potenciál és a csökkentési k elemezése A CO 2 csökkentési potenciál az energiahatékonyság növelésével vagy az energiakeverék változtatásainak köszönhetően a (távfűtési és elektromos áram) kibocsátási tényező megváltozásával elért energia-megtakarítások eredménye lehet. Ezt fejezi ki az 1.20 egyenlet. CO2, j, i = EFi. FEj, i (1.20) Ahol: CO2, j, i - CO 2 megtakarítások a j lehetőség megvalósításának eredményeként i év EFi - eltérés az alap és csökkentési forgatókönyv kibocsátási tényezői között i év; 52

53 FE j, i a j technológia megvalósításával a hatékonysági szint javításából származó végső energia-megtakarítás i év; A megtakarított CO 2 a j technológiai lehetőségnek az i év előforduló, éves szintre vetített további beruházási i és ennek a lehetőségnek a bevezetéséből eredendő energiaköltség-megtakarítások közötti különbség alapján került kiszámításra, osztva a j lehetőségnek az i év történő bevezetéséből eredendő CO 2 -megtakarítással (1.21). Az egyenletek alapját Novikova (2008) adta. AICj, i ECj, i CCO2 j, i= (1.21) CO2 j, i Ahol: CCO 2 j, i a megtakarított CO 2 (euró/t CO 2 ) AICj, i a j technológiai lehetőségnek az éves szintre vetített további beruházási i az i év (euró) ECj, i a j lehetőségnek az i év történő bevezetéséből eredendő energiaköltségmegtakarítások Az éves kiegészítő beruházási ket a j mérséklési technológia lehetőség és a lehetőség időtartamára kivetített éves referenciatechnológia közötti különbségként számítjuk (1.22). Egyaránt tartalmazzák a tőkeket és a szerelési ket. AICj, i= aj. AICj, i aref. AICref, i (1.22) Ahol a j = egyenlet alapján számított éves tényező (1.23): n (1 DR) j. DR aj= n (1 DR) j 1 (1.23) 53

54 Ahol: DR - leszámítási százalék n - j technológia lehetőség élettartama Az energiaköltség megtakarítások számításához megszorozzuk a j technológia lehetőség megvalósításával elért végső energia megtakarítást (kwó) az i év érvényes energiaárral (euró/kwó) (1.24): ECj, i= FEj, i.pr iceenergy, i (1.24) Ahol: FEj, i - a j technológiával i év elért végső energia-megtakarítás (kwó) 2.4 A fűtés és elektromos áram modellezés általános feltevései Alapév Mivel a közszektor berendezés-állományára, speciális energia-fogyasztására, alapterületére, illetve a széndioxid kibocsátási leltárra vonatkozó legfrissebb statisztikai adatok a 2005-ös évre vonatkozóan állnak rendelkezésre, ezt az évet választottunk modellezési alapévként. Az alap forgatókönyv kialakítását az alapév elektromos áram és fűtési energia fogyasztásának, illetve a kapcsolódó CO 2 kibocsátások megállapításával kezdjük, amelyek alakulását ezt követően kivetítjük a modellezési időszakra. Ehhez olyan CO 2 kibocsátási tényezőket alkalmazunk, amelyek adatforrásait a következő bekezdés tárgyaljuk CO 2 kibocsátási tényezők A fűtés és elektromos áram kibocsátási tényezők a Novikova és Ürge-Vorsatz (2007) munkában használt tényezőkön alapulnak, és a közszektor épületeinek helyzetéhez 54

55 igazítottuk őket. Mivel a közszektorban a fűtés és melegvíz előállítás gázalapú (távfűtés és épületkazánok, illetve gázkonvektorok) 8, kibocsátási tényezőik a Novikova és Ürge- Vorsatz (2007) munkán alapulnak (lásd a 4. táblázatot). A Novikova és Ürge-Vorsatz (2007) munkában a DH kibocsátási tényezőket a időszakra vonatkozó nemzeti kiosztási terv leírtak szerinti távfűtés előállítási keverék alapján számítottuk ki (NAP, 2004, a Novikova és Ürge-Vorsatz, 2007 munkában megadottak szerint) táblázat. Különböző fűtési és elektromos áram módok kibocsátási tényezői Kibocsátási tényező g CO 2 /kwh Távfűtés Központi épületfűtés Elektromos áram Forrás: Novikova és Ürge-Vorsatz (2007) alapján Leszámítási százalék A tanulmány 6% leszámítási százalékot feltételez, ugyanezt alkalmazza a lakossági tanulmány (Novikova és Ürge-Vorsatz, 2007). A kiválasztott leszámítási százalék összhangban van a közép-kelet európai régióban elvégzett más tanulmányokkal, főként az EURIMA jelentéssel (Petersdorff és társai 2005). Így az azonos leszámítási százalék alkalmazása lehetővé teszi az újabban elvégzett tanulmányok eredményeinek összehasonlítását. 8 A földgáz a kereskedelmi és ipari szektor teljes üzemanyag-fogyasztásának 97,7%-át teszi ki a NIR (2007) évre vonatkozó jelentése szerint. 9 Eltérés van a NAP (2004) távfűtés létrehozási energiakeveréke és az MTSS (2005) energiakeveréke, illetve a Sigmond Györggyel folytatott kapcsolattartás (2008. június 5. között). Utóbbi szerint a távfűtés létrehozásban a földgáz aránya sokkal kisebb, mint amiről a NAP (2004) beszámol - 82% (MTSS), 2005) ill. 98,3% (NAP, 2004).Az MTSS (2005) beszámolója szerint az energiakeverék többi részét szilárd (8%) és egyéb tüzelőanyagok (7%) teszik ki. Ezeket figyelembe kell venni, amikor a jövő újraszámítjuk a kibocsátási tényezőket. 55

56 2.4.4 Energiaárak Az üzemanyagárak a Magyar Energiaügyi Hivatal és a FŐTÁV weboldalairól gyűjtött, évekre vonatkozó információkon alapulnak, és a Sigmond Györggyel (2009), Kovacsics Istvánnal (2009) illetve Fucsko Józseffel (2009) tartott kapcsolatok alapján számítottuk ki őket (ld. a 5. táblázatot).ezek az árak 20% forgalmi adót (ÁFA) és energiaadót tartalmaznak. 5. táblázat. Feltételezett energiaárak Energiaár, EUR/kWh Üzemanyagok Hivatkozások Földgáz Magyar Energiaügyi Hivatal, online, 2009 Távfűtés FŐTÁV online, 2009 Az energiaárakat az energiaköltség-megtakarítások számítására használjuk. Az energiak általában két, a rögzített és rugalmas komponensből állnak. Amikor egy fogyasztó energia-megtakarítási intézkedésekkel takarít meg energiát, a kisebb energiafogyasztáson (földgáz, távfűtés) takarít meg ket, ugyanakkor a fix költség állandó marad. Így a jelen vizsgálatban az energiaárak a teljes energiaár rugalmas komponensén alapulnak. Figyelembe kell venni, hogy mivel a nem lakossági szektor távfűtési árai nem fixed, de a távfűtő vállalattal kötött önkéntes fűtési megállapodás alapján rögzíthetők, a gyakorlatban eltérések figyelhetők meg. Ugyanakkor az árak változhatnak a különböző városokban, ezért nagyon nehéz teljes Magyarországra vonatkozóan felmérni az átlagárat (Sigmond, kapcsolattartás, 2009). A 2005-ös alapévre vonatkozó elektromos áram árat az Eurostat adatbázisból (Eurostat 2008) vettük. Az évente 1250 MWó mennyiséget fogyasztó ipari standard fogyasztó díját vettük átlagárként a magyar közszektor esetén. Ez az ár ,119 euró/kwh volt (Eurostat adatbázis, 2008). Az összes energiaár esetén 1.5% évi növekedést feltételezünk a kivetített időszakban. 56

57 3. AKTIVITÁSJELZŐK Ez a fejezet általános áttekintést ad a magyar közszektor fűtés, melegvíz előállítás és elektromos áram felhasználásának aktivitásjelzőiről. Emellett részletesen bemutatja azok fő műszaki és piaci paramétereit, amelyek meghatározzák az energiafogyasztásukat és a kapcsolódó CO 2 kibocsátásaikat a modellezési időszakban a magyar tercier szektor összes végső energiafogyasztása kb. 155 PJ volt (IEA 2008b). A földgáz az összes végső energia kb. 70%-áért, az elektromos áram a végső tercier energiafogyasztás 23%-áért, a távfűtés pedig a 6%-áért volt felelős (IEA 2008b). A magyar tercier szektor fűtésből, melegvíz előállításból és elektromos áramfelhasználásból származó összes CO 2 kibocsátása kt CO 2 volt (NIR 2007). A magyar közszektor a tercier energiafogyasztás és a kapcsolódó CO 2 kibocsátások jelentős részéért felelős. Az energiafogyasztásának és széndioxid kibocsátásának felméréséhez a közszektor teljes fogyasztását elektromos áramfelhasználásra illetve fűtésre és melegvíz előállításra kell osztani. Az egyes energiafelhasználási típusokhoz egy sor aktivitásjelzőt lett kidolgozva, amelyeket részleteseb fogunk tárgyalni a következő bekezdések. 3.1 A fűtés és melegvíz előállítás aktivitásjelzői A közszektor épületeinek tervezése jelentősen változó, és nehezen lehet őket közös épülettulajdonságok alapján csoportosítani (kapcsolattartás Szolay Zsuzsannával, április). A fűtési energiaigény modellezéséhez az épülettulajdonságok fontosak. Ezért azzal a céllal, hogy a valóságnak nagyjából megfelelő szektorhoz intézkedések sorát tudjuk megtervezni, közös tulajdonságokat alkalmazunk az épületállományon, és átlagos fűtési energiakövetelményeket használunk a különböző épülettípusok esetén. Az épülettípusok koncepciója a Novikova és Ürge-Vorsatz (2007) munkájában a lakóépületeknél alkalmazott koncepción alapul, és azt igazítjuk a közszektorhoz (ld. I. függelék). Így az épületeket különböző szektorokra osztjuk, ezeket pedig tovább bontjuk kis és nagy épületekre - az épületek mérete alapján vagy annak az önkormányzatnak a 57

58 nagysága alapján, ahol azok elhelyezkednek. Míg az oktatási és egészségügyi épületeket az épület funkciója alapján osztjuk kis és nagy épületekre, a közigazgatási szektorban az épületeket annak az önkormányzatnak a nagysága alapján osztjuk ebbe a két kategóriába, ahol elhelyezkednek (a kis épületekről feltételezzük, hogy a falvakban helyezkednek el, a nagyokról pedig, hogy a városokban). A nagyváros a lakosnál nagyobb önkormányzatnál kezdődik ( kapcsolattartás Szalay Zsuzsannával, 2008). A szociális és kulturális épületeket szimpla kategóriákba soroljuk, anélkül, hogy kis és nagy épületekre bontanánk őket tovább a rendelkezésre álló adatok alapján. 10 Az összes középületet különböző épülettípusokra osztjuk az építési év adatok alapján (KSH, 2006) (lásd a 6. táblázatot). 6. táblázat. A középületek felosztása épülettípusokra Épülettípus Építés éve (összes épület %-a) 1900 előtt ill és 1945 között Oktatási épületek 34% 58% 8% Egészségügyi épületek 28% 63% 9% Közigazgatási épületek 32% 60% 8% Szociális épületek 41% 53% 6% Kulturális épületek 38% 50% 12% Forrás: KSH Ennek eredményeként a következő épülettípusokat vettük figyelembe a hőenergia modellezésé: 1990 előtt épült kis épületek (egy- vagy kétemeletes épületek) 10 Ez azzal magyarázható, hogy nincsenek részletes adatok a szociális és kulturális épületekről. Ennek a problémának a leküzdésére a következő lépések alapján vettük figyelembe a szintterületet ezek az épületek. A szociális épületek szintterülete az energia auditálások adatgyűjtésének eredményein alapul, ahol a nagy és kis épületek arányát egyensúlyoztuk. A kulturális épületek szintterülete a nagy és kis kulturális épületek súlyozott átlaga, ahol a kis épületek szintterülete az energia auditálások elemzésén alapul (a legtöbb kulturális auditálás kisméretű volt, és kis önkormányzatoknál került sor rájuk), miköz a nagy épületek szintterülete saját becslésünkön alapult. E koncepció alapján azoknak a múzeumoknak a nagy területeit is figyelembe tudjuk venni, amelyek általában lakosnál nagyobb önkormányzatok területén vannak, de nem szerepelnek az energia auditálásokban. 58

59 1900 előtt illetve 1901 és 1945 között épített ngyméretű, régi, hagyományos épületek 1946 és 1990 között épült nagyméretű panel és egyéb iparosított épületek 1991 és 2005 között épített modern (kis és nagy) épületek új épületek után épített (kis és nagy) épületek Az épületállományt a népességnövekedés és a különböző alszektorokra vonatkozó jelzők idői alakulása (például a gyerekszám növekedése az óvodákban, tanulószám az általános, középfokú és tercier oktatásban, ágyszám a kórházakban a KSH online, 2008 szerint) alapján vetítettük ki. A teljes középület állomány stagnál a kivetített időszakban, ahol épület volt 2005-, és épület lesz en (12. ábra). Ez a különböző alszektorok eltérő tendenciáinak az eredménye. Miköz az óvodákat, általános és közép Másrészt az elöregedés ellenére a kórházak csökkentették az ágyszámot, és rövidítették a kórházi tartózkodást az elmúlt évek (KSH, 2008 alapján). Az új építkezés alakulása a történeti előzményeken alapul (KSH, 2008). 12. ábra. A közszektor épületállományának alakulása 2005 és 2025 között 35,000 30,000 25,000 Number of buildings 20,000 15,000 10,000 5, Óvodák Általános és középiskolák Egyetemek Kórházak Egészségügyi központok Orvosi rendelők Kis közigazgatási épületek Nagy közigazgatási épületek Szociális épületek Kulturális épületek 59

60 A közszektor különböző alszektoraira jellemző épületállományok grafikonján használt feltevéseket és jelzőket mutatjuk be az alábbiakban. Az oktatási szektorban és az egészségügyi szektorban az épületállomány alakulását befolyásolja a népességnövekedés alakulása. Ezt a jelzőt a Novikova és Ürge-Vorsatz munkájából (2007) vettük, és azt mutatja, hogy a népesség várhatóan csökkenni fog a közeljövő Magyarországon, ami a jelen tendenciának és annak a ténynek az eredménye, hogy Magyarország feltehetően az EU tagállamok tendenciáját fogja követni. A közszektorok összes többi tényezőjét a KSH online Stadat táblázataiból (2008) vettük. Oktatási épületek Ahogyan az újszülöttek száma csökken, az óvodák és bölcsődék száma is várhatóan csökkenni fog, és hasonló helyzet várható az általános és középiskolákban, bár a csökkenés lassúbb lesz (annak a ténynek köszönhetően, hogy az osztálylétszámok csökkenni fognak). Ezért az előkészítő, általános és középfokú oktatási épületek számát a népességnövekedés alapján vetítettük ki. Ugyanakkor az egyetemek esetén eltérő növekedési irány lesz tapasztalható. A népességnövekedés visszaesése ellenére az elmúlt 17 év ( ) tendenciája azt mutatja, hogy az egyetemi nappali tagozatos hallgatók aránya emelkedik, aminek eredményeként több egyetemet fognak várhatóan építeni. Egészségügyi épületek A kórházak és az ágyhoz kötött betegeket kiszolgáló épületek számát a népességnövekedés, az ezer lakosra eső idős emberek számának alakulása (idős embernek tekinthetők a 65 év felettiek) és az aktív ágyak számának alakulása alapján vetítjük ki. Annak ellenére, hogy több idős ember van, akik több kezelést igényelnek ilyen típusú épületek, a csökkenő ágyszám jelenlegi tendenciája nagyobb súlyú, mint az idősek növekvő számának tendenciája, és így a kórházak száma is csökken. Ezt a tendenciát az egészségügyi rendszer átalakítási folyamatai (ami például Szlovákiában történik, ahol több regionális kórházat bezártak az elmúlt két évtized) és a betegek kórházi tartózkodásának EU tagállamokban megfigyelt lerövidülése egyaránt 60

61 befolyásolja. Ugyanakkor nő az egészségügyi központok és az orvosi rendelők száma, amelyet a tízezer lakosra eső aktív orvos arányának illetve a tízezer lakosra eső háziorvosok és családi gyermekorvosok arányának tendenciája szerint vetítünk ki. Közigazgatási épületek Várhatóan csak kis mérték fog növekedni a közigazgatási épületek száma, amit a közigazgatási alkalmazottak arányának alakulása alapján vetítünk ki az utolsó évtized összes szolgáltatási alkalmazottjára. Minden más épület esetén évi 0,1% növekedési arányt feltételeztünk. 7. táblázat A időszakra kivetített középület-állomány paramétereinek összefoglalása Oktatás - óvodák, általános és középiskolák Oktatás - egyetemek Egészségügy - Kórházak és ágyhoz kötötteket kiszolgáló épületek Egészségügy - Egészségügyi központok és orvosi rendelők Közigazgatási épületek Szociális, kulturális és egyéb középületek 1. kivetítési paraméter Népességnöveked és Népességnöveked és Népességnöveked és Népességnöveked és A közszektor alkalmazottainak aránya az összes szolgáltatási alkalmazotthoz viszonyítva 0,1% növekedési arányt alkalmazunk minden más épület esetén (feltételezzük, hogy ez az állomány stabil lesz, és nem lesz jelentős változás). 2. kivetítési paraméter Egyetemek: 1000 lakosra eső nappali tagozatos hallgatók száma A teljes lakosságra eső idős emberek száma Tízezer lakosra eső aktív orvosok száma Tízezer lakosra eső háziorvosok és családi gyermekorvosok száma 3. kivetítési paraméter Ágyszám Forrás Novikova és Urge- Vorsatz (2007) KSH online Stadat táblázatok (2008) KSH online Stadat táblázatok (2008) KSH online Stadat táblázatok (2008) KSH online Stadat táblázatok (2008) Novikovával folytatott személyes kapcsolattartáson alapuló feltevés (2008) 61

62 A közszektor hőenergia modellezése lefedi a fűtést és a melegvíz előállítást. Ezek a fő hőenergia végfelhasználók. Bár bizonyos középületek fontos lehet a főzés, nem szerepelnek a vizsgálat köré, mivel a teljes részük a fűtési energiában alacsony a szektoron belül, és nem áll rendelkezésre elegendő adat. A fűtés a fő végfelhasználás a középületek (részleteket lásd a 17. ábrán és a kapcsolódó szöveg). 3.2 Aktivitásjelzők elektromos áram használathoz A évi alapév a magyar tercier szektor az összes magyar elektromos áram fogyasztás harmadáért volt felelős (IEA, 2007). Emellett a magyar tercier szektor évi 2%-os tartós elektromos áramfogyasztás növekedést tapasztal az időszakban (IEA, 2004, 2006, 2007). Ez a növekedési arány nagyobb, mint a magyar gazdaság többi szektorában, és a tercier elektromos áramfogyasztás további növekedése várható a jövő számos tényező miatt, amelyek közül a legfontosabb az elektromos berendezések és készülékek egyre nagyobb mértékű terjedése illetve az új berendezések és eszközök bevezetése (főként az információs és kommunikációs technológia terén), amit a vállalkozások növekvő vásárlóereje és a beltéri helyiségek és felszerelések növekvő mérete iránti egyre nagyobb igény is támogat. Mivel a magyar közszektor az ország fontos tercier elektromos áramfogyasztója, és az elektromos eszközök illetve megvilágítás11 viszonylag alacsony hatékonysága jellemzi a tercier szektor kereskedelmi épületeihez viszonyítva, a közszektor fontos mérték hozzájárulhat az elektromos áram hatékonyság javításához és a CO 2 mérsékléséhez Magyarországon. A magyar középületek elektromos áramfogyasztásának felmérése illetve a középületek lehetséges elektromos áram megtakarítási és CO 2 mérséklési potenciálok azonosítása esetén a fő elektromos áram végfogyasztók alatt azokat értjük, akik a szektor elektromos áramfogyasztásáért nagymérték felelősek, és várhatóan jelentősen hozzájárulnak a jövő az állami elektromos áramfogyasztáshoz. A magyarországi állami elektromos áramfogyasztást Gruber és társai (2008) alapján bontjuk le, és grafikusan a 12. ábrán mutatjuk be. Ez a lebontás alapul szolgál a jelen tanulmány körébe eső végfelhasználói technológiák kiválasztásához. 11 A magyarországi El-Tertiary project (EL-Tertiary 2008) kereté a magyar középületeken végzett mérések és az önkormányzatok által finanszírozott épületek megvilágításának felmérése során megállapított adatok (Urge-Vorsatz és társai, 2000). 62

63 13. ábra. A közszektor elektromos áram fogyasztásának lebontása. Egyéb használatok Other uses 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 21% 6% 2% 16% 9% 1% 8% 3% 34% 35% 8% 4% 8% 1% 5% 1% 10% 29% 17% 10% 0% 8% 18% 4% 5% 9% 27% Oktatás Education Egészségügy Health & social és szociális work munka Offices Irodák Fűtés Heating Melegvíz Hot water Villanymotorok Electric motors Irodai berendezések Office equipment Hűtés Refrigeration Szellőzés Ventilation Légkondicionálás Air-conditioning Világítás Lighting Forrás: Gruber és társai, 2008, munkából adaptálva A következő készülékeket és megvilágításokat választottuk ki a közszektor elektromos áramfelhasználásának aktivitás jelzőiként. világítás; számítógépek és monitorok, irodai képalkotó berendezések, ventilátorok a fűtés-szellőzés-klimatizálás rendszerek, étel- és ital automaták. Világítás A világítás a középületek fontos elektromos áramfogyasztója, és az oktatási, egészségügyi, szociális illetve közigazgatási épületek elektromos áramfogyasztásának 30%-áért felelős (13. ábra). 63

64 Ez a végfelhasználás az elektromos áram megtakarítás és széndioxid kibocsátás csökkentés nagyon fontos tényezője a viszonylag rövid élettartam (főként az izzólámpák eseté), és ezért a rövid megtérülési időszak, a nagy hatékonyságú fejlesztési lehetőség, illetve az azonos szintű világítási szolgáltatás és az alacsony beszerzési ár miatt. Annak ellenére, hogy a lumen és elektromos áramfogyasztás tekinteté a magyar közszektorban a lineáris fénycsövek használata a domináns, az izzólámpákat még mindig széles kör alkalmazzák folyosókon, orvosi rendelők, betegvárókban, személyzeti helyiségek, vécék és szolgáltatási területeken a magyar középületek (Ürge-Vorsatz és társai 2000, El-Tertiary 2008). Irodai berendezések Az irodai berendezések az oktatási épületek elektromos áramfogyasztásának 9%-áért, illetve a közigazgatási irodák elektromos áramfogyasztásának kb. 18%-áért felelősek (13. ábra). A nem háztartási készülékeken belül az elektromos áramfogyasztásának jelenlegi viszonylag magas arányaitól függetlenül ennek az elektromos végfelhasználónak a jövői elektromos áramfogyasztása várhatóan lényegesen nagyobb lesz. Ezt az állítást az a tény támasztja alá, hogy a időszakban a vállalkozási környezet használt irodai berendezések elektromos áramfogyasztása több mint 70%-kal növekedett az EU-25 szerint (Bertoldi és Atanasiu 2007). Ráadásul az elektromos áramfogyasztás várhatóan kb. 40%-kal fog emelkedni a jövő 2006 és 2020 között (Bertoldi és Atanasiu 2007). Mivel az irodai berendezések piaca az új tagállamokban, így Magyarországon nem telített, aránya várhatóan jelentősen növekedni fog ezek az országokban (IVF 2007). Ezért ez a végfelhasználó szerepel a jelen tanulmány köré. Az irodai berendezések és eszközök feladat alapú terméknek tekintendők (Fraunhofer IZM 2007b). Ez azt jelenti, hogy ezek a készülékek meghatározott "funkcióciklust" vagy "feladatot" végeznek aktív üzemmódban. A feladat befejezése után egy bizonyos idő elteltével a feladat alapú készülékek lecsökkentenek egy sor funkciót, és készenléti vagy hibernálási üzemmódba kapcsol energia-megtakarítás céljából. Az üzemmódok manuálisan is válthatók a készüléken jellemzően megtalálható gombok vagy kapcsolók megnyomásával (hibernálás). Emellett le lehet kapcsolni a készüléket a hálózati ellátásról is. Ezeknek a készülékeknek a működési módjait a 14. ábra szemlélteti. 64

65 14. ábra. Feladat alapú készülékek üzemmódjai Elektr. áramfogyasztás Üzemmód Normál működés A készülék a fő funkciót végzi, az energiafogyasztás 100% Készenlét A készülék legalább egy funkciót végez, de nem a fő funkciót, a készülék feladatra vár Kész üzemmód: alig csökken az energiafogyasztás Készenlét üzemmód: csökken az energiafogyasztás Alvás üzemmód: az energiafogyasztás jelentősen csökken Hibernált üzemmód A készülék nem végez semmilyen funkciót, látszólag kikapcsolt, de mégis fogyaszt valamennyi áramot Kikapcsolás Nincs aktív funkció, nincs energiafogyasztás VÁRAKOZÁS Forrás: Schlomann és társai, 2005, munkájából adaptálva. Mint az a 14. ábrán látható, amikor a feladat alapú készülék nem végzi fő funkcióját, készenléti vagy hibernált üzemmódban marad, és elektromos áramot takarít meg. Ezért az irodai berendezések elektromos áramfogyasztásának csökkentésé a készenléti és hibernált üzemmód áramfogyasztásának korlátozása a fő cél, amikor a berendezések nem végeznek semmilyen hasznos funkciót. Ahhoz azonban, hogy megközelítőleg fel tudjuk mérni az irodai berendezések kis áramfogyasztású (így a készenléti és hibernálási) üzemmódok fogyasztásának csökkentéséből származó elektromos árammegtakarítást, figyelembe kell vennünk az irodai berendezések piaci tendenciáit, amelyek alapvetően befolyásolják az elektromos áramfogyasztást, mivel e tendenciák alapján változik az időtartam, amit a feladat alapú készülékek az egyes üzemmódokban eltöltenek, és ezek a tendenciák egyúttal befolyásolják a készülékek egyes 65

66 üzemmódjainak áramfogyasztását. Ezért az irodai berendezésekkel kapcsolatban jelenleg megfigyelt és várhatóan a jövő is megfigyelhető és az elektromos áramfogyasztást befolyásoló főbb tendenciákat részletesen tárgyaljuk az üzleti világban napjainkban használt fő irodai berendezések esetén. Számítógépek és monitorok A régi tagállamoktól eltérően, ahol az üzleti felhasználású asztali számítógépek piaca telítődött, és jelenleg cserepiacot jelent, az új tagállamokban, így Magyarországon az irodai felhasználású asztali számítógépek piaca még növekszik (részletes adatokra vonatkozóan lásd IV 2007). Feltételezzük, hogy az asztali számítógépek piaca a régi tagállamok piacának fejlődési útvonalát fogják követni, és némi időkéslekedéssel fogja elérni Magyarországon a telítettséget. Így feltételezzük, hogy re az irodai felhasználású asztali számítógépek piaca telítődni fog, és csak cserepiacot fog jelenteni, amelynek 0% az eladási növekedési aránya. Az irodai felhasználású laptopok európai piaca most még bővül. Várhatóan növekedni fog a jövő, de kisebb eladás növekedési arányokat élvezhet majd, mint ami most figyelhető meg (további információkra vonatkozó lásd IVF 2007). Mivel az európai piac része, az irodai felhasználású laptopok magyar piaca várhatóan hasonló fejlődési tendenciákat fog követni. Ami a számítógép monitorok piacát illeti, a modellezési időszak elején a folyadékkristályos képernyőjű (LCD) monitorok eladásában nagyobbak voltak a növekedési arányok, mint az asztali számítógépek esetén. Ennek az volt az oka, hogy az eladott LCD-k jelentős aránya a régi katódsugárcsöves (CRT) monitorok lecserélésének köszönhető (részletesebb adatokat lásd IVF 2007). Irodai képalkotó berendezések Az irodai képalkotó berendezések 12 volumené legnagyobb arányt két jelölési technológia képvisel, amelyekkel nyomtatások készíthetők: az elektrofotográfiai (EP) és a tintasugaras (IJ) technológia (Fraunhofer IZM 2007a). Ezért az EP és IJ képalkotó termékek szerepelnek a jelen tanulmány köré. Az irodai képalkotó berendezések piacán három olyan fő tendencia figyelhető meg, amelyek a végfelhasználó elektromos 12 Az irodai képalkotó berendezés egy összetett termékkategória, amely négy fő funkcióval, nyomtatás, másolás, szkennelés és fax funkcióval rendelkező termékekből áll (Fraunhofer IZM 2007a). 66

67 áramfogyasztását befolyásolják. E tendenciák közé tartozik a szimpla felhasználásról a többfunkciós felhasználásra, a fekete-fehér nyomtatásról a színes nyomtatásra való váltás és a hálózati csatlakoztathatóság elterjedése (részletesebb leírásra vonatkozóan lásd Fraunhofer IZM 2007a). Ezeknek a tendenciáknak észrevehető hatásuk van az irodai képalkotó berendezések elektromos áramfogyasztására. Mindenek a tendenciák az irodai képalkotó berendezések elektromos áramigényét növelik. Például a szimpla felhasználásról a többfunkciós felhasználásra való váltás azt jelenti, hogy a több alapfunkcióval rendelkező többfunkciós készülékek (MFD) jelenleg egyre nagyobb arányt képviselnek az irodai képalkotó berendezések piacán, és kiszorítják a szimpla funkciós készülékeket (SFD). A többfunkciós készülékek jellemző alapfunkciói közé tartozik a nyomtatás mellett általában a szkennelés, másolás és fax funkció. Az MFD készülékek többfunkciós használata több képalkotó egység bevezetését teszi szükségessé szem az SFD készülékekkel, és ezek az egységek további áramot vesznek fel, amikor az MFD képet hoz létre, vagy készenléti üzemmódban marad, és előmelegíti ezeket az egységeket, hogy készen álljon valamely funkció elvégzéséhez. Ráadásul az MFD fax funkciója jelentősen befolyásolja a készülék elektromos áramfogyasztását, mivel megnöveli azt az időt, ameddig a készülék kész/készenlét üzemmódban marad, hogy bármikor faxot tudjon fogadni. A készenlét üzemmódban eltöltött hosszabb időhöz és az így megemelkedett áramfogyasztáshoz hasonló hatása van a hálózati csatlakoztathatóságnak, mivel a feladat fogadása érdeké a készülék nem kapcsol kisebb áramfogyasztású üzemmódba, hanem készenlét marad, hogy eltudja végezni a feladatokat. A fekete-fehérről a színes nyomtatásra való átváltás azt jelenti, hogy a színes nyomtató berendezések több áramot fogyasztanak, mint a monokróm nyomtatók. A színes készülékek nagyobb áramfogyasztását az magyarázza, hogy a színes kép létrehozásához legalább három szín, ciánkék, magenta és sárga illetve a fekete kombinációja (fedése) szükséges. Ehhez minden színt egymás után kell felvinni, ami azt jelenti,hogy a kép létrehozása több folyamatból áll a színes kép készítésekor, szem a fekete-fehér kép készítésekor szükséges szimpla képkészítési eljárással. Minden nyomtatási folyamat áramot vesz fel a művelet során, a színes nyomtató berendezések jelentősen több áramot fogyasztanak az egyes üzemmódokban, szem a monokróm berendezésekkel, mivel normál működés során több képkészítési, továbbítási és fuzionálási műveletre 67

68 van szükség színes kép készítésekor, illetve a készenléti üzemmódban a képkészítési folyamatokban résztvevő több egységet kell előmelegítve tartani, hogy bármikor színes képeket lehessen nyomtatni. Ventilátorok szellőzéshez és légkondicionáláshoz A szellőzés és légkondicionálás fontos elektromos áramfogyasztó a közszektorban (15. ábra). A végfelhasználók által fogyasztott elektromos áram nagy arányát teszik ki a szellőző és légkondicionáló rendszerek használt ventilátorok (Radgen 2002, Bertoldi és Atanasiu 2007). A nem lakóépületek szellőző rendszere általában tetőventilátorokból és levegőelszívó ventilátorokból áll, amelyek jellemzően centrifugális vagy néha axiális vagy kevert áramlású ventilátorok (Radgen és társai 2007). Ha a nem lakóépületnek nemcsak szellőző rendszere van, hanem fűtés és légkondicionáló rendszere is, akkor légtechnikai berendezéseket kell beszerelni, amelyek levegő beszívó és elszívó ventilátorokkal vannak ellátva. Ha központi előkezelést alkalmaznak a központi működésű légkondicionáló rendszer, akkor fan coil elemeket szerelnek be (Radgen és társai 2007). Ha hűtőket építenek be a központi szellőző és légkondicionáló rendszerekbe a levegő előhűtésére, akkor ezeket a hűtőventilátorokat figyelembe kell venni. A központi légkondicionáló rendszerek mellett széles kör használnak osztott légkondicionáló rendszereket nem lakóépületek, főként akkor amikor egy meglevő épületet látnak el légkondicionálással. Ezek a rendszerek split vagy multisplit légkondicionáló egységekből állnak, amelyek viszont két ventilátorral vannak ellátva, az egyik a hűtőciklus kondenzátor oldalán, a másik a párologtató oldalán (Radgen és társai 2007). A ventilátorok egy másik általános alkalmazása a nem lakóépületek a légfüggöny, amelyet nagy közforgalmú épületek használnak, amikor a bejárati ajtó nyitva marad a nap során. Az ilyen típusú épületek azért használnak légfüggönyöket, hogy csökkentsék a fűtési és hűtési veszteségeket az épületen belüli és kívüli levegő különválasztásával (Radgen és társai 2007). A fentiek leírt rendszerek alkalmazott ventilátorokat mutatja be a 15. ábra. 68

69 15. ábra. A szellőző és légkondicionáló rendszerekkel ellátott nem lakóépületek ventilátorainak általános alkalmazásai. Levegőelszívó ventilátor (jellemzően axiális) Tetőventilátor Légtechnikai egység (AHU) (jellemzően centrifugális) ventilátorok Hűtő ventilátor Légfüggöny (jellemzően centrifugális vagy keresztáramú) Forrás: Radgen és társai Radgen és társai szerint (2007) a nem lakóépületek szellőző és légkondicionáló rendszerek iránti igényei várhatóan emelkedni fognak a következő évtizedek, aminek köszönhetően a ventilátorok az épített környezet energia-megtakarításának egyik fő célpontja lesznek. Ráadásul a piacon jelenleg forgalmazott ventilátorok nem a nagy hatékonyságú termékeket jelentik, hanem azokat, amelyek eladhatók a piacon. Ez olyan helyzetet eredményez, amikor a ventilátor termékeket gyakran csak az első költség alapján választják ki, és az olcsóbb, kevésbé hatékony termékeket részesítik előny (Radgen és társai 2007). Másrészről a ventilátor geometriájának tökéletesítése és ezáltal a hatékonyságuk javítása sokkal olcsóbban kivitelezhető, mint a szellőző és légkondicionáló rendszerek más komponensei (Radgen és társai 2007). Ennek köszönhetően a ventilátorok a költséghatékonyság növelésének vonzó célpontja. 69