Energia pierwotna, końcowa i użytkowa - jak interpretować te dane?

PCHE - projektowana charakterystyka energetyczna

Wielu naszych Klientów zastanawia się nad tym jakie zużycie do celów grzewczych finalnie będzie miał ich dom. W tym celu często analizują projektowaną charakterystykę energetyczną (PCHE) dostarczoną do projektu budowlanego. Warto jednak pamiętać, że PCHE nie dostarcza nam całkowitej wiedzy o parametrach budynku, a często może także zawierać nie do końca prawdziwe dane (wynikające nie z błędu obliczeniowego, ale z metodyki jaką się stosuje przygotowując taką charakterystykę).  

W PCHE znajdziemy różne ciekawe dane od U projektowanych przegród (współczynnik przenikania ciepła) poprzez dane dotyczące sprawności do końcowych wartości dla energii użytkowej, końcowej i pierwotnej. Warto przy tym wspomnieć, że aby nasz dom dostał pozwolenie na budowę to musi spełniać odpowiednie standardy i wymogi, jak chociażby odpowiednie U dla przegród, a maksymalny wskaźnik energii pierwotnej musi wynosić mniej niż 70 kWh/m2 rok (mówią o tym Warunki Technicze obowiązujące od 2021 roku).

Rys.1 Produkcja prądu może nie być ekologiczna.

Energia Pierwotna - czy na pewno jest taka ważna?

Na początku może się nam wydawać, że najbardziej istotną rzeczą jaka powinna nas zainteresować jest Energia Pierwotna, która jest dokumencie charakterystyki zaznaczona największą czcionką, oznaczona graficznie na kolorowo i wydaje się być najważniejszym parametrem…

Nasi Klienci widząc EP na poziomie 30-70 kWh/m2*rok (mniej więcej taki zakres wychodził do tej pory w naszych budynkach) zaczynają się martwić czy ich budynek naprawdę jest budynkiem energooszczędnym lub pasywnym. Czy może nie zostali na którymś etapie rozmów wprowadzenie w błąd?

Nic bardziej mylnego, ale aby to zrozumieć należy wiedzieć co to tak naprawdę jest Energia Pierwotna i czy w ogóle powinna nas ona obchodzić.

W dokumencie uwzględnione są dane dla 3 rodzajów energii: energii użytkowej, energii końcowej i energii pierwotnej:

Energia użytkowa (EU) to energia potrzebna do ogrzewania i wentylacji, chłodzenia oraz c.w.u. w ciągu roku. Jest to energia zużywana w obrębie danego budynku i to ona najlepiej świadczy o energooszczędności naszego budynku (czyli po prostu jak dobrze nasz budynek został zaprojektowany).

Energia końcowa (EK) to wskaźnik, który określa ilość energii, którą trzeba zakupić - w tym przypadku bierze się pod uwagę straty związane ze sprawnością danych systemów grzewczych uwzględnione w współczynniku η. Tak więc różnica pomiędzy EU i EK polega na tym, że EK uwzględnia także sprawność naszej instalacji grzewczej. W naszych domach różnica pomiędzy EU i EK nie jest duża.

Energia pierwotna (EP) to wskaźnik na roczne zapotrzebowanie na energię nieodnawialną. EP ukazuje jak nasz system grzewczy wpływa na środowisko. Nie jest to jednak wskaźnik który w żaden sposób wskazuje nam na koszty eksploatacji naszego domu.

Można to też zobrazować w prosty sposób na grafice:

Rys. 2 Graficzne przedstawienie różnicy - materiały własne.

Mówiąc prostym językiem - Energia Pierwotna to koncepcja opierająca się tym jak bardzo ekologiczny będzie nasz dom w rozumieniu ideologiczno-politycznym, czyli jak bardzo systemy, które mamy zainstalowane w domu, są ekologiczne i neutralne dla środowiska. Aby obniżyć EP musimy mieć zainstalowane w domu urządzenia korzystające z energii odnawialnej (OZE). Przykładem może być PV, pompy ciepła lub kolektory słoneczne.

Wskaźnik EP nie wpływa na nasze rachunki lub na to czy nasz dom będzie pasywny czy też nie!*

*w przypadku certyfikacji domu z PHI, maksymalne EP może wynosić 120 kWh/m2 rok.

Czy wskaźnik Energi Pierwotnej wypacza technikę budowy?

Niestety w naszym kraju prąd jest głównie produkowany z węgla (w 2023 było to ok. 63%), a więc przysłowiowy ślad węglowy produkcji i konsumpcji prądu jest spory i dlatego też na ogrzewanie elektryczne, bez względu na to jaki dom został zaprojektowany (czy ultraenergoszczędny czy ultraenergożerczy), jest przyjęty najgorszy współczynnik Wi (współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej, który mówi nam o wpływie na klimat poszczególnych paliw) bo aż 2,5/3,0. Ustawodawca uznał, że ogrzewanie na prądzie jest praktycznie trzy razy gorsze niż miejscowe wytwarzanie energii z np. węgla czy z oleju opałowego (Wi=1,1)!

Obrazując to można podać wyrazisty (ale bardzo uproszony dla celów tego artukułu) przykład obliczeniowy:

Wzór na obliczenie EP=EK*Wi

• Dom 100 m2 z kotłem opalanym węglem lub piecem gazowym, średnio ocieplony o EK rocznej wynoszącej 63.000 kWh, EP=63.000*1,1=68.000 kWh/m2 rok (warunek spełniony)

• Dom 100 m2 ogrzewany elektrycznie (bez paneli PV), dobrze ocieplony o EK rocznym 25.000 kWh, EP=25.000*3=75.000 kWh/m2 rok (warunek niespełniony)

Wniosek? Instalujmy kotły na węgiel lub piec gazowy! Doszło do takiego absurdu, że dom zaprojektowany jako pasywny lub energooszczędny o naprawdę świetnych przegrodach i wysokiej szczelności, ale ogrzewany tylko elektrycznie (bez np. zaprojektowanej fotowoltaiki czy pompy ciepła) nie spełni warunków technicznych co do <70 kWh/m2 rok. Tak więc taki dom nie spełni obecnych wymogów prawnych i nie powinien dostać pozwolenia na budowę.

Podsumowując - EP ma charakter głównie polityczny i niewiele ma wspólnego z techniką budowy. Inwestorów powinny interesować wskaźniki EU i EK. Wskaźnik EP może nam służyć tylko pod kątem sprawdzenia jak bardzo ekologiczni jesteśmy - pytanie tylko na ile jest to zasadne skoro produkcja prądu z paliw kopalnych z roku na rok spada? Jak w przyszłości zmienią się warunki techniczne i klasy energetyczne budynków? To pytanie zostawiam bez odpowiedzi.