Какво е приложението на геотермалната и слънчевата енергия в сградите с нулеви емисии?

Приносът на геотермалната и слънчева енергия трябва да се утрои до 2030 г., за да достигне Европа своите енергийни и климатични цели

От 1 януари 2028 г. всички нови сгради, притежавани от публични органи, трябва да са с нулеви емисии. От 1 януари 2030 г. изискването ще важи и за всички останали новопостроени сгради. Това са част от правилата на Директивата на ЕС относно енергийните характеристики на сградите от 2024 г. Съществуват различни варианти за постигане на тези цели, като една от най-добрите възможности е тази за максимално оползотворяване на слънчевата енергия и въвеждане на ефективни термопомпи в сгради, проектирани като високо енергийно-ефективни.

Какво се случва до момента?

Политиките на Европейския съюз (ЕС) в областта на енергетиката и климата се актуализират почти ежемесечно. Целите стават все по-амбициозни, а техническите правила все по-задълбочени. Новата обвързваща цел за възобновяема енергия за 2030 г. е да се достигне най-малко 42.5%, като до края на 2018 г. тази цел беше 32%.

Европейската комисия (ЕК) обаче действа последователно. Принципът “енергийна ефективност на първо място” остава водещ. Преработената Директива на Европейския парламент и на Съвета от 24 април 2024 г. за енергийните характеристики на сградите (“Директива 2024/1275”) утвърждава този принцип.

Тази Директива представлява стъпка напред от текущото изискване за “сгради с близко до нулево потребление на енергия” и се преминава към “сгради с нулеви емисии”.

Директивата определя сроковете, в които трябва да се постигат новите изисквания. Посочва и възможни начини и технологии, но оставя, разбира се, на държавите членки да развият конкретни правила, процедури, институционална подкрепа и контрол за осъществяване на изискванията. Би трябвало много от техническите изисквания да се приложат в нови строителни и технически норми.

Сградният сектор е изключително важен, защото около 35% от всички парникови емисии от сектор енергетика се дължат на него. На сградите се падат 40% от крайното потребление на енергия в ЕС. Според данни от Eurostat, около 50% от цялата консумирана енергия в ЕС се използва за отопление и охлаждане, а повече от 70% все още идват от фосилни горива (предимно природен газ). В жилищния сектор около 80% от крайното потребление на енергия се използва за отопление на помещения и вода.

75% от сградите в Евросъюза все още са енергийно неефективни,

както е подчертано в преамбюла на Директива 2024/1275. ЕК преценява, че при изпълнение на новите изисквания за енергийните характеристики на сградите ще се постигне намаляване на емисиите с поне 60% в сектора до 2030 г., в сравнение с 2015 г., като целта е постигане на климатична неутралност до 2050 г. Същевременно европейските институции са убедени, че целите могат да бъдат постигнати, като отбелязват вече постигнатите резултати – намаление на парниковите емисии от сградите с 31% за периода 2005 – 2021 г.

Беше споменато по-горе, че всички нови сгради от 2030 г. трябва да са с нулеви емисии. Не трябва обаче да забравяме, че сградите, които вече са построени, ще бъдат мнозинството сгради, които ще използваме и през 2050 г. Затова националните планове за саниране на съществуващия сграден фонд също играят централна роля за постигане на климатична неутралност през 2050 г. Целта отново е да подобрим техните енергийни характеристики, така че да постигнем стандарта за сгради с нулеви емисии.

Европейската визия – Net Zero Buildings

Според Директива 2024/1275 сграда с нулеви емисии е сграда с много висока енергийна ефективност – буквално с “нулево или много ниско количество енергия”. А това малко количество енергия трябва да се покрива напълно от енергия от възобновяеми източници, без емисии на въглерод от изкопаеми горива на място. Такива източници основно са слънчева енергия (фотоволтаична или термална), термопомпи (от геотермална или енергия от околната среда), биомаса и водноелектрическа енергия. Не са невъзможни и локални или сградни вятърни инсталации, които се срещат понякога особено в индустриалните предприятия.

Тези сгради също така трябва да са с нулеви или много ниски експлоатационни емисии на парникови газове. Това означава, че трябва да бъдат проектирани като пасивни сгради, които изискват много малко потребление на енергия. След това сградата не трябва да излъчва никакви парникови емисии на място. Държавите членки трябва да изградят постепенно високи критерии за енергийна ефективност за нови и санирани сгради.

Какви са алтернативите?

Собственото производство на възобновяема енергия на място обаче не е единственият възможен източник. Съществуват различни варианти за покриване на енергийните нужди на сградите с нулеви емисии, като:

възобновяема енергия, доставяна от общности за енергия от възобновяеми източници,
ефективно централно отопление и охлаждане,
енергия от други източници без въглеродни емисии.

В българския Закон за енергията от възобновяеми източници (ЗЕВИ) отдавна е заложено изискването, че при изграждане на нови или при основен ремонт или обновяване на съществуващи сгради трябва да се въвеждат в експлоатация инсталации за производство на енергия от възобновяеми източници, когато това е технически възможно и икономически целесъобразно (чл. 20). Специфичните технически изисквания и норми би трябвало да се завишат и конкретизират според най-новите европейски правила.

В друг анализ е представян потенциалът на енергийните общности за внедряване по максимално ефективен начин на възобновяеми енергийни технологии близко до крайното потребление.

Все още в националното ни законодателство липсва качествена регулаторна рамка, която да стимулира подобни проекти и да предотвратява злоупотреби

с потребителските права или размиване на концепцията с изцяло търговски и инвестиционни начинания, които разбира се имат своята различна положителна роля, без да са енергийни кооперативи. Основен недостатък на националната ни регулаторно рамка е както липсата на ефективен контрол от Регулатора, така и възможността за нетно и виртуално нетно отчитане.

Последното всъщност пречи изобщо за ефективно масово стимулиране на повече собствено производство на електрическа енергия от възобновяеми източници. Остава впечатлението, че нетното и виртуалното нетно отчитане се използва повече в САЩ, отколкото в Европа на този етап. То представлява възможност чрез използване на обществената мрежа за потребление на количества електрическа енергия, когато е необходима (вечер, сутрин, в студени дни и сезони), равна на количествата, произведени от собствената инсталацията в непиково време на потребление (по обяд, през лятото). Тогава не е необходима инвестиция в батерии от страна на собствениците на сградите, но е необходима правилна икономическа регулаторна сметка и управление на електроенергийната мрежа. Това представлява “повече” пазарен механизъм за подкрепа на крайните потребители на електрическа енергия, отколкото, например, директното субсидиране от страна на държавата на крайните снабдители, които са принудени да доставят енергия на регулирани непазарни цени.

Повече за Европейските политики за децентрализирана енергия може да се прочете в статията – Готови ли са българските граждани да произвеждат сами енергията си?

Каква е ролята на слънчевата енергия за сградите с нулеви емисии?

Много коментатори на ревизираната Директива изтъкват, че по същество тя цели преди всичко да въведе слънчевите инсталации във всички сгради. Директивата изисква всички нови сгради да се проектират така, че да оползотворяват максимално слънчевата енергия:

сградите трябва да се проектират така, че да използват оптимално потенциала на слънчевото греене в даденото местоположение;
да дават възможност за последващо разходоефективно инсталиране на слънчеви технологии.

Проектът на всяка сграда с нулеви или близки до нулевите емисии трябва да е такъв, че да получава пасивно и задържа ефективно слънчевата енергия като топлина.

Това е въпрос на ориентация, използвани материали, прозорци, засенчване, изолация и т.н. В противен случай, добавянето на собствени източници за производство на възобновяема енергия на място е най-малкото неефективно, а често и прекомерно скъпо.

Слънчевите инсталации не са единствено фотоволтаични. Европейската комисия изрично обръща внимание на централи за концентрирана слънчева енергия, както и соларно-термални технологии.

Директивата изисква спазването на приложимите изисквания да се гарантира от държавите членки. Трябва да бъдат въведени конкретни строителни норми на национално ниво.

Фигура 1: Сграда с почти нулеви емисии. *Източник*

Изискването за въвеждане на подходящи инсталации за слънчева енергия трябва да бъде изпълнявано поетапно в нови и съществуващи сгради. Например във всички съществуващи обществени сгради с полезна застроена площ:

Съществуващи обществени сгради с полезна застроена площ:	Срок за въвеждане на изискванията за слънчева енергия
над 2 000 м²	до края на 2027 г.
над 750 м²	до края на 2027 г.
над 250 м²	до края на 2030 г.

Таблица 1: Изискване и срокове за въвеждане на подходящи инсталации за слънчева енергия във всички съществуващи обществени сгради.

Директивата предвижда и изключение да се поставят слънчеви инсталации в дадена сграда, ако е технически неподходящо или икономически и функционално неосъществимо. При всички положения националният план за саниране на сгради, трябва да включва политики и мерки за разполагането на подходящи инсталации за слънчева енергия във всички сгради. Според авторите, изключенията също трябва да бъдат предварително определени технически и икономически.

Новият пакет законодателни промени на ЕС от последните няколко месеца предвижда няколко пътя за насърчаването и подкрепата за масовото инсталиране на соларни инсталации за собствено потребление в сградите:

Ускорени административни процедури, като процедура чрез обикновено уведомяване за свързване към мрежата на инсталации с електрическа мощност до 10,8 kW, а при техническа безопасност за мрежата и до 50 kW. Това изискване все още се пренебрегва в българското законодателство, което все още предвижда присъединяване след становище на мрежовия оператор (чл. 26, ал. 15 от ЗЕВИ).
Финансови инструменти чрез различни европейски фондове и нисколихвени заеми.
Изискване самите държави да въведат “рамка, осигуряваща необходимите административни, технически и финансови мерки в подкрепа на внедряването на слънчева енергия в сградите, включително в комбинация с технически сградни инсталации или ефективни централни отоплителни системи”.

В някои държави и щати в САЩ работещ механизъм за насърчаване на битовите потребители представляват различни тарифни модели на нетно отчитане на произведена към мрежата и получена обратно електрическа енергия . Съществуват и стимули, когато потребителите предлагат адаптивен профил на потребление, което може да се използва от мрежовите оператори за балансиране. Това означава, че клиентите предоставят възможност на мрежовите оператори да контролират в определени граници потреблението на електрическа енергия. Например – да подадат сигнал за включване на домашни електроуреди, термопопми, зареждане на автомобили и т.н., или обратно – за изключване на потреблението.

Каква е ролята на геотермалната енергия и термопомпите?

Европейската комисия обръща специално внимание на използването на термопомпи и оползотворяването на геотермалния потенциал на държавите членки, както на индивидуално, така и на индустриално ниво. Такава енергия за отопление или охлаждане се отчита като възобновяема, когато крайното производство на енергия значително надхвърля вложената първична енергия, необходима за задвижване на термопомпите.

Според доклада за напредъка по Стратегическия план за енергийни технологии – SET-Plan от 2023 г., геотермалната енергия има потенциал да стане ключов енергиен сектор, тъй като е местен източник на възобновяема енергия, доставяща електричество, топлина и минерали като литий, предлага подземно термично съхранение и има малко геополитически зависимости.

Инсталираната мощност на геотермалното отопление и охлаждане на райони е отчетен на 5,8 GWth, генерирането на геотермална енергия достига 3,5 GW, а геотермалните термопомпи – 36 GWth. Например, инсталираната мощност за топлинно производство на Топлофикация София е 3 GW. Според работната група, изготвила доклада,

приносът на геотермалната енергия трябва да се утрои до 2030 г., за да може Европа да постигне своите енергийни и климатични цели.

В този контекст, Геотермалната работна група за имплементирани на SET Plan (Geothermal IWG) предлага визия геотермалната топлина да доставя повече от 25% от европейското търсене на отопление и охлаждане, и значителни дялове в селскостопанския и промишления сектор в диапазона на ниска до средна температура.

Работната група изтъква и, че все още съществуват пречки или недостатъчна политическа подкрепа за развитие на геотермалния сектор в държавите от ЕС. Такава е нужна най-вече заради все още сравнително скъпите собствени инсталации и значителните първоначални финансови инвестиции и риск при реализиране на мащабни дълбоки геотермални проекти. Конкретно за децентрализираното използване на геотермалната или енергията от околната среда чрез термопомпи или друг вид инсталации, са необходими облекчени разрешителни процедури, както и добри технически нормативи и подходящи финансови стимули и подкрепа.

Според ЕК 25% от европейските граждани могат да използват ефективно геотермално отопление, а геотермални централи могат да осигуряват до 10% от общото потребление на електрическа енергия.

През 2023 г. България направи важна крачка в тази посока, като регулира геотермалния сектор и позволи свободното използване на геотермални ресурси за собствени нужди на дълбочина до 200 м. Следва да се отбележи, че България не е станала член на Геотермалната работна група за имплементирани на SET Plan.

Повече за геотермалната енергия можете да прочетете в статията – Геотермалната енергия е ценна възможност в прехода към енергийна независимост, която България не използва.

ЕК следва цялостна политика за насърчаване използването на термопомпи за задоволяване на собствените нужди в сградите, не само от земни източници. Три милиона са инсталираните термопомпи през 2022 г., като

целта на Комисията е до 2027 г. техният брой да достигне до 10 милиона, като се планират и нови финансови инструменти

Например, от 2026 г. държавите членки ще могат да се възползват от Социалния климатичен фонд, който е на стойност 86,7 млрд. евро и би трябвало да позволи на държавите от ЕС да подкрепят мерките за енергийна ефективност и декарбонизацията на отоплението и охлаждането в сградите. Включително и на инсталацията на термопомпи за уязвими домакинства – по-специално тези в енергийна бедност, и на микропредприятия.

В различни държави правителствата осигуряват и местни стимули за подобни инсталации. Германия предлага субсидия в размер на 70% от общите инвестиционни разходи, при условие че те не надвишават 30 000 евро, а Обединеното кралство увеличи стимулите с 50% до 7500 лири стерлинги през октомври 2023 г. В различни щати в САЩ инсталирането на възобновяеми енергийни източници, включително термопомпи, в енергийно ефективни сгради осигурява значителни данъчни облекчения за собствениците.

Ревизираните европейски директиви изискват политическа и институционална подкрепа на национално ниво чрез:

информационни и обучителни кампании;
обслужване на едно гише;
ускорени административни процедури:
до 1 месец за термопомпи до 50 MW, или 3 месеца при термопомпи от наземни източници;
опростени уведомителни процедури за свързване към мрежата за определени мощности (Директива (ЕС) 2018/2001 на ЕП и на Съвета от 11 декември 2018 г. за насърчаване използването на ВЕИ).
Финансови инструменти.

Срокът за имплементирани на Директива 2024/1275 в националното законодателство е 29 май 2026 г.

Очакването е, че минималните техническите изисквания на Директива 2024/1275 ще бъдат въведени в българското законодателство, но вероятно отново със закъснение. Това обаче обикновено е недостатъчно, за да помогне на бизнеса и гражданите да постигнат нужните резултати без значителни грижи. Също така повтарянето в националните регулации само на конкретните минимални цели от европейското законодателство не насърчава самоинициативата. Необходима е цялостна концепция за строителния сектор, основана на икономически-социален анализ. На тази база следва да се осмислят възможни начини и средства за постигане на сгради с нулеви емисии. Регулациите трябва да дадат повече от цели, а и възможности и средства, и то конкретни. Също така, трябва да се предвидят стимули като данъчни облекчения, гъвкави тарифи с електроенергийните предприятия, облекчения при използване иновативни материали, както и насърчаване на изследователска дейност и пилотни проекти.

Източник: Климатека

Автор: Павлин Стоянов