K metodám hodnocení stavebně-energetické koncepce budov a k podporám environmentálně šetrných řešení (II)

Principy podpory tepelných čerpadel

U podpory instalací tepelných čerpadel pro fyzické osoby (Podpora pro fyzické osoby, Státní program a Příloha II Směrnice MŽP o poskytování prostředků ze Státního fondu životního prostředí ČR - část B Státního programu na podporu úspor energie a využívání obnovitelných zdrojů energie, dále jen Program) došlo pro rok 2003 k relativně významné změně v nastavení parametrů podpory.

Základní skutečnosti, od kterých se nutnost změny v podpoře odvíjela, lze shrnout v následujících bodech, které jsou uspořádány ve formě fiktivní diskuse.

Tepelné čerpadlo je technologie, která využívá primární obnovitelný zdroj energie pouze částečně, tj. využívá jej cca ze 60-70%.
V podstatě jde o (převážně) elektrický spotřebič, který vyrovnává ztrátu primární energie v průběhu výroby a distribuce elektrické energie (dle struktury elektroenergetiky v ČR) - viz konverzní faktor, obr.1 v části I. V zahraničí bývá tato technologie zařazována spíše do kategorie efektivního využívání energie - z tohoto pohledu by mělo být zařazeno do části A Programu v ČR. Zahraniční podpora bývá spíše formou nepřímou - jako součást "bodů navíc" hodnocení komplexního energetického opatření založeného především na snížení potřeby tepla. Přímá podpora je také, kromě sporadických státních zdrojů, poskytována regionálními distributory energie. V ČR je tento přístup energetickými společnostmi prozatím ignorován (až na jednu výjimku).

V podobě, ve které byly parametry podpory nastaveny doposud, mohlo docházet a docházelo k neefektivním instalacím poškozujícím jak uživatele (klienta), tak i myšlenku účinné podpory úsporné technologie využívání energie a snižování zátěže životního prostředí.
Nešlo zdaleka jen o to, že někteří žadatelé získávali vzhledem k ostatním nepřiměřené částky na instalaci TČ pro rodinný dům (až 600 000 Kč) a že některé firmy instalovaly zcela nevyhovující klimatizační jednotky vydávané za tepelná čerpadla.

Problematickým parametrem podpory je topný faktor, který je možné uvádět pouze v souvislosti s dalšími, zejména technickými parametry, například tak, aby byl požadovaný topný faktor 3 svázán podmínkou teplotního spádu 35°C/0°C.
Definice topného faktoru by musela být rozšířena tak, aby bylo zřejmé, co má systém splňovat. V případě větší detailizace však nelze postihnout všechny v úvahu připadající možnosti, vždy tak bude velkou měrou záležet na přístupu projektanta a potažmo energetického auditora a na jejich schopnostech a zkušenostech. Je-li systém s TČ navržen správně, zařízení je většinou návratné méně než za 10 let a dotaci tak (i s ohledem na další faktory) v podstatě nevyžaduje - to platí zejména, je-li součástí systému bazénové hospodářství. Při poskytování podpory bylo na tuto záležitost doposud nahlíženo poměrně benevolentně tak, že se nepředpokládalo vyvolání investice do bazénu pouhou existencí podpory tepelného čerpadla - jeho instalace tak vždy přispěla ke snížení zátěže životního prostředí.

Nastavení podpory není optimální s ohledem na poměr ekonomických, environmentálních efektů a praktické realizace.
Problém lze řešit (s ohledem na další okolnosti) několika způsoby, například radikálním zrušením podpory nebo snížením výše podpory (např. na 10% - 20%). Jednou z alternativ je ponechání stávající výše 30% s podmínkou, že se bude vztahovat pouze na domy s lepšími tepelně technickými parametry než jsou minimální zákonné požadavky. Za podporu by spíše stály skutečné inovační projekty řešící vytápění, větrání a přípravu teplé vody s pomocí TČ pro větší celky, pro zhodnocení odpadního tepla, TČ nové generace se skutečně vysokým topným faktorem, tepelná čerpadla plynová apod. Jako automatická alternativa (s podporou) pro vytápění standardního rodinného domu není TČ příliš vhodné; existence podpory by neměla být hlavním kritériem pro rozhodování investora o způsobu vytápění.

Tepelná čerpadla získala v obecném povědomí o funkci, možnostech využití a výhodách použití velký náskok před technologiemi využívajícími obnovitelné zdroje. K tomu přispívá zejména jejich momentální ekonomická výhodnost.
Stát prozatím také vyjadřuje environmentální "příznivost" TČ pomocí zařazení do nižší sazby DPH; distribuční společnosti přispívají také většinou zvýhodněným (nízkým) tarifem. Nelogičnost paradigmat, na nichž stojí současné pojetí "ekonomického" řešení však zvýhodňuje instalace TČ v nevyhovujících budovách. Jistou alternativou přímé podpoře lepšího než standardního řešení by mohly být dlouhodobé úvěry na kombinaci opatření úspory+TČ, které by stavebníka pomohly chránit před neefektivní dlouhodobou investicí. V této souvislosti stojí za zamyšlení představa, že tepelná ochrana budovy je vlastně virtuálním tepelným čerpadlem s extrémně vysokým topným faktorem (50 a více) a nulovými provozními náklady. Ovšem i tak je pro většinu velmi kvalitních staveb nutné pořídit malý doplňkový zdroj energie, což může být ekonomický problém, pokud není řešení nahlíženo komplexně.

K pozitivnímu vnímání TČ se připojuje i skutečnost, že bývají často označována za jednoznačně ekologický zdroj energie.
Podporu TČ však nelze stavět na předpokladu, že lokálně napomohou ke zlepšení ovzduší (výměnou za kotel na uhlí). Přesně na takové argumentaci byla založena podpora přímotopů a stále bohužel i podpora plošné plynofikace. Obecně lze environmentální dopady (které jsou nejvýznamnějším kritériem SFŽP) dokumentovat např. pomocí faktoru energetické přeměny - viz část I. Na základě podrobnějšího hodnocení (viz dále) lze ukázat, že TČ je co do environmentálních dopadů srovnatelné např. s lokálním využitím zemního plynu. Samostatný problém tvoří posuzování zdánlivě levných tepelných čerpadel využívající okolního vzduchu, protože v takovém případě se nejedná o obnovitelný zdroj energie ve smyslu zákona č.406/2000 Sb. a vyhlášky č.214/2001 Sb. Taková TČ jsou pro období nízkých teplot zpravidla doplňována elektrickým přímotopem, což velmi relativizuje jejich environmentální přínos.

Z hlediska životního prostředí by bylo nanejvýše žádoucí ocenit a podpořit výjimečně dobrá stavební řešení (z hlediska nízké potřeby tepla).
V ČR však doposud neexistuje cílevědomá a systematická podpora v této oblasti (navíc ani není možné, za stávající legislativy, učinit případnou podporu nárokovou při splnění jednoznačných kriterií). Naopak je zcela obvyklé, že v případě investičních akcí z veřejných financí, nejsou mnohdy dodržovány ani platné právní a technické normy, tím méně je projevena snaha o výstavbu s lepšími, než předepsanými parametry. Také z tohoto důvodu je nutné využít možnosti, jak alespoň nepřímo podpořit lepší technická řešení.

Nastavení hodnoty měrné potřeby tepla na 60% z vyhláškové hodnoty jako podmínky pro získání podpory odpovídá tezi o nepřímé podpoře technicky lepších stavebních řešení.
Uvedená hodnota není v žádném případě vyjádřením nízkoenergetického řešení, ale pouze "o něco lepšího" řešení, než je (mělo by být) řešení standardní. Tato hodnota (viz také graf níže) by měla vymezit oblast, v níž je využití maximálně efektivní - prostor daný standardní budovou a nízkoenergetickým řešením. Tlak na zlepšení vlastností budovy je v zájmu stavebníka i společnosti.

Ekonomické podmínky

Pokud přistoupíme na standardně přijímanou hru na výpočet ekonomické návratnosti, můžeme definovat přibližnou závislost ekonomické návratnosti pořízení tepelného čerpadla na energetických parametrech budovy. Energetické vlastnosti budovy jsou zde představeny měrnou spotřebou tepla (e_VA dle vyhlášky č.291/2001 Sb.) v kWh/m²/rok. Pro navržená řešení jsou odpovídajícími hodnoty v rozmezí zhruba tj. 65-90 kWh/m²/rok, přičemž samozřejmě nejsou vyloučena lepší řešení. Zůstává tak horní hranice, od které je možné podpořit společné řešení úspor energie a použití technologie TČ. Záleží na konkrétních podmínkách "ekonomické" efektivnosti pro konkrétní příklad, jaký prostor mohou TČ v tomto rozsahu pokrýt. Dále samozřejmě záleží na standardních podmínkách použití - jaká otopná soustava je použita, je-li zahrnuta celoroční příprava teplé vody, případně ohřev domácího bazénu.

V následujícím obrázku jsou vyznačeny tři oblasti. První, zeleně vyznačená, představuje vymezení pásma pro nízkoenergetické a pasivní domy. Modrá oblast vyznačuje přibližně pásmo odpovídající rodinným domům, které by splnily podmínky dané vyhlášky. Černě vyznačená oblast představuje pásmo dané podmínkou pro podporu tepelných čerpadel, tj. 60% vyhláškové hodnoty. Žlutá křivka představuje závislost návratnosti TČ ve vztahu k alternativě vytápění zemním plynem, červená je porovnáním návratnosti TČ s alternativou vytápění elektrickými přímotopy. Výpočet je proveden bez započtení případné podpory.

Ilustrativní graf funkce pro stanovení rozmezí podpory

Z obrázku je mimo jiné patrné, že navržené řešení (omezení) pomocí hodnoty 60% vyhláškou určených hodnot není v žádném případě nízkoenergetický dům. Podle obecně přijímané definice je hranicí pro nízkoenergetické domy hodnota měrné spotřeby tepla 50 kWh/m²/rok.

___________________
¹ Bylo by zajímavé požádat renomované ekonomy o výpočet ekonomické návratnosti střechy, dveří, garáže, automobilu, nebo alespoň plynového kotle v běžném domě. Zároveň by mohli přidat vysvětlení, proč máme trvat na vyčíslování návratnosti u alternativy jakou je například tepelné čerpadlo, když návratnost jiného zdroje energie kalkulovat neumíme, resp. nechceme (plynový kotel, lepší energetické parametry).

Environmentální dopady

Aniž by byly jakkoli snižovány výhody použití tepelných čerpadel, je uvedeno porovnání environmentálních dopadů jednotlivých řešení vytápění. Následující tabulky vycházejí z výpočtů porovnávajících různé alternativy vytápění s vytápěním pomocí přímotopů a ukazují pořadí těchto variant pro vytápění.

Tabulka I je vypočtena pro hodnoty poplatků dle zákona č. 389/1991 Sb., o státní správě ochrany ovzduší a poplatcích za jeho znečišťování. Dodatečně byl do váhových koeficientů používaných Státním fondem životního prostředí zakomponován koeficient pro CO₂. Uvedená hodnota vyjadřuje finanční ocenění uspořených nákladů na odstraněné znečištění a rok, vztažené na průměrnou domácnost při náhradě vytápění přímotopy danou alternativou. Čím vyšší hodnota, tím menší jsou environmentální dopady.

Tabulka I: Pořadí alternativ podle váhových kritérií dle zákona č. 389/1991Sb.,
při uvažování CO₂ neutrality u biomasy

Tabulka II vychází ze stejné logiky, pouze zde byly nedostatečně nastavené hodnoty "ocenění" emisí škodlivin (v podstatě se jednalo o poplatky v té době platné) nahrazeny hodnotami vycházejícími z návrhu studie Českého ekologického ústavu z roku 1994 na ocenění náhrad škod způsobených emisemi. Uvedená hodnota opět vyjadřuje finanční ocenění uspořených nákladů na odstranění znečištění a rok, vztažené na průměrnou domácnost při náhradě vytápění přímotopy danou alternativou. Čím vyšší hodnota, tím menší jsou environmentální dopady - kdyby podle této logiky byla poskytována podpora, tak je domácnosti uhrazen značný podíl na vytápění, nebo ještě lépe náklady na opatření v případě přenesení do roviny úspor energie. Je také vidět, jak obrovské zatížení životního prostředí energetika stále představuje a je také pochopitelné, že k přijetí principu externalit, resp. vyšších poplatků za znečištění je nutně velký odpor. S každým rokem se však situace zhoršuje vzhledem ke starým zátěžím a k příspěvku ke globálnímu oteplování.

Tabulka II: Pořadí alternativ při hodnocení metodou nákladů na odstranění znečištění,
při uvažování CO₂neutrality u biomasy

Hodnoty odstraněného znečištění jsou vztaženy na průměrnou domácnost (91 GJ/rok) a jeden rok a jsou uvedeny v Kč.

Výpočty byly provedeny v rámci přípravy nerealizovaného sociálního programu na environmentálně šetrnou náhradu přímotopů v roce 1999. V původní metodice nebyla zařazena opatření zaměřená na úspory energie a aktivní využití sluneční energie - ta by podle předpokladů zaujala první a druhé místo environmentální efektivnosti. Z hlediska objektivního posouzení by však měly být uvedené výsledky revidovány a doplněny o další technologie.

Čím vyšší hodnota, tím lépe si daný způsob vytápění stojí v porovnání s vytápěním přímotopy. Vzhledem k účelovému vztažení hodnot na průměrnou domácnost může být absolutní velikost odstraněného znečištění diskutována, ovšem podstatné je relativní srovnání, které platí i pro vzájemné porovnání alternativ. Je také vidět, že i při tehdy uvažované skladbě energetiky (65% uhlí a zbytek ostatní zdroje) bylo CZT na uhlí vyhodnoceno environmentálně příznivěji, než-li vytápění přímotopy. Metodika však nezahrnovala celý životní cyklus, nýbrž pouze provoz. Individuální vytápění uhlím nebylo pro svůj jednoznačně negativní dopad uvažováno.

Ačkoli se zde tepelná čerpadla zařadila až za využití zemního plynu, z několika dalších důvodů by měla být před podporou plošné plynofikace upřednostněna. Podpora plošné plynofikace však měla a má stále velkou politickou podporu a je velmi těžké toto neefektivní a v současnosti již škodlivé vynakládání veřejných prostředků zastavit. Po provedení multikriteriálního hodnocení využití tepelných čerpadel lze očekávat jejich předřazení alternativě využití zemního plynu, zejména z následujících důvodů (kritérií):

Závěry

Principielně by lepším, než obvyklým způsobem měla být prováděna opatření financovaná z veřejných zdrojů, tj. na základě principu "Stát příkladem" (potažmo "Veřejné rozpočty příkladem"). Bohužel, skutečnost je zatím přesně opačná; jen občas se objeví osvícený soukromý investor, který si "všem navzdory" prosadí efektivní opatření, například nízkoenergetický dům.

Účelem změněné podpory tepelným čerpadlům je právě pomoc při "generování" těchto investorů. Ačkoli pro začátek nejsou parametry postaveny příliš ambiciózně, přesto již vyvolaly značný (negativní) ohlas. Do jisté míry jsou tyto ohlasy vyvolány oprávněně tím, že dochází k náhlému přechodu na jiné podmínky poskytnutí podpory, zatímco stavebník dům již postavil s "podpoře nevyhovujícími" parametry. To je ovšem problém kontinuity všech podobných opatření. U podpory tepelných čerpadel jistá kontinuita zůstává, čeká nás však zřejmě dlouhá cesta ke změně systému podpor obecně. Jakékoli podpory by se v budoucnu měly orientovat zásadně na lepší, než standardní opatření, která v souladu s platnou legislativou vykazují nejlepší možné environmentální efekty. Zároveň by zcela nepochybně lepší cestou bylo poskytování dlouhodobých (minimálně úročených) úvěrů na komplexní energetické rekonstrukce. To by mohla "umět" například "ekologická banka", po které mimo jiné volá Svaz průmyslu a dopravy, viz jeho Náměty pro hospodářskou politiku z října 2002.

Z hlediska udržitelného rozvoje samozřejmě hrají významnou roli také dopady sociální i ekonomické, ale celý proces tak vyžaduje mnohem užší spolupráci statní správy a místních samospráv. V současnosti je na tomto poli veden spíše – z pohledu daňového poplatníka absolutně nepřijatelný – konkurenční boj.

Jakákoli snaha o nastoupení cesty udržitelného rozvoje a podpory tohoto rozvoje tak bude zcela jistě provázena i negativními ohlasy. Nelze se však zastavit na takových (byť v daném čase pravdivých) argumentech, jakými jsou skutečnosti, že nejsme dostatečně připraveni, že většina firem neumí takové domy postavit, že pokračuje nesmyslná podpora plošné plynofikace atd.

Jednou z mála cest je nasměrování společného úsilí na odbourání těchto negativních argumentů a prakticky vyjádřená snaha vlastním přičiněním a vůlí současný nevyhovující stav změnit.

Literatura
1. Vyhláška Ministerstva průmyslu a obchodu č.291/2001 Sb., kterou se stanoví podrobnosti užití energie při spotřebě tepla v budovách
2. ČSN 73 0540-2 (2002) Tepelná ochrana budov - Část 2: Požadavky, ČSNI 2002
3. Návrh opatření sociálního charakteru k řešení náhrady elektrických přímotopů, materiál pro vládu ČR, ministerstvo životního prostředí, 08/1999
4. Analýza veřejných podpor s negativním vlivem na životní prostředí a podpor, které nejsou v souladu s principem udržitelného rozvoje, Ministerstvo životního prostředí, 2002