Nejen čistší ovzduší: Výměna starých kotlů pomůže i snížit uhlíkovou stopu

V souladu se zákonem o ochraně ovzduší bude od 1. září platit pro domácnosti zákaz provozu starých teplovodních kotlů na tuhá paliva v nevyhovujících emisních třídách (tj. I. a II. emisní třída). Tento krok byl schválen už v roce 2012 a původně měl vstoupit v platnost v září 2022, nicméně z důvodu energetické krize byl o dva roky odložen. Motivací je zlepšení kvality ovzduší v průběhu topné sezóny. Podle údajů Ministerstva životního prostředí patří lokální topeniště mezi jedny z největších znečišťovatelů z pohledu emisí tuhých znečišťujících látek a benzo(a)pyrenu.

Mezi státem podporované alternativy patří tepelná čerpadla a kotle na biomasu. Jak si ale tyto zdroje vedou z hlediska klimatu a na co si při jejich instalaci dát pozor?

Měrné emise CO2 pro jednotlivá paliva a elektřinu uvádí příloha 8 vyhlášky č. 140/2021 Sb. o energetickém auditu. Tyto hodnoty následně umožňují výpočet sloužící k porovnání výchozího stavu a stavu po realizaci navržených opatření směřujících ke snížení energetické náročnosti budov.

Graf: Měrná emisivita jednotlivých paliv a elektřiny podle vyhlášky č. 140/2021 Sb. o energetickém auditu. Hodnoty jsou uvedeny v tunách CO2 na megawatthodinu. Zdroj: Oldřich Sklenář

Pro hnědé uhlí se uvádí hodnota 352 kg CO2 na megawatthodinu. Tento údaj se však vztahuje pouze k samotnému palivu a v praxi je nutné zohlednit ještě účinnost zdroje. Ta se v případě kotlů II. emisní třídy pohybuje někde mezi 66 a 73 procenty. U kotlů I. emisní třídy je ještě nižší. Výsledné emise CO2 jsou tak v rozmezí přibližně 480 až 530 kg CO2 na vyrobenou megawatthodinu tepla.

Dodávce jedné megawatthodiny síťové elektřiny odpovídá dle uvedené vyhlášky 860 kg CO2. Pokud budeme pro zjednodušení uvažovat průměrný topný faktor 3, budou provozní emise tepelného čerpadla odpovídat cca 290 kg CO2 na megawatthodinu vyrobeného tepla.

• Komentář: Zameťme si před vlastním prahem: Čína se v uhlí pouze dotahuje na Česko

Ve výsledku je za uvedených předpokladů provoz tepelného čerpadla spojen s úsporou emisí CO2 na úrovni přibližně 40 až 45 procent v porovnání s kotlem na hnědé uhlí ve II. emisní třídě. Při porovnání s I. emisní třídou je tento rozdíl ještě větší.

Současně je třeba zdůraznit, že zatímco emisní faktor pro hnědé uhlí nebo jiná fosilní paliva je v podstatě konstantní, emisní faktor pro dodávku elektřiny je proměnlivý a závisí nejen na energetickém mixu dané elektrizační soustavy, ale i na využití jednotlivých zdrojů v čase.

Graf: Vývoj emisního faktoru CO2 pro výrobu elektřiny mezi lety 2010 a 2023. Hodnoty jsou uvedeny v tunách CO2 na megawatthodinu. Data: MPO. Zdroj: Oldřich Sklenář

Hodnota uvedená ve vyhlášce pro energetický audit se vztahuje na výrobu elektřiny z fosilních zdrojů a v praxi je používána zejména s ohledem na prosazování státní politiky v oblasti energetických a emisních úspor.

Reálná hodnota průměrného emisního faktoru pro výrobu elektřiny u nás podle údajů Ministerstva průmyslu a obchodu v loňském roce odpovídala 370 kg CO2 na megawatthodinu, což je výrazně méně, než uvádí výše zmíněná vyhláška. Zároveň s tím, jak bude do budoucna klesat výroba z uhlí, lze očekávat také pokračující pokles emisní náročnosti výroby elektřiny.

Graf: Modelový příklad ročního průběhu výroby elektřiny ze střešní fotovoltaické elektrárny (oranžová) a spotřeby domácnosti včetně spotřeby tepelného čerpadla (modrá). Hodnoty na svislé ose jsou uvedeny v kWh, vodorovná osa znázorňuje výrobu/spotřebu v jednotlivých měsících. Zdroj: Oldřich Sklenář

Další možností, jak snížit emisní náročnost provozu tepelného čerpadla, je jeho napájení pomocí vlastní fotovoltaické elektrárny doplněné o bateriové úložiště. I v tom případě je ale třeba mít na paměti, že fotovoltaika je v našich podmínkách schopna plně pokrýt spotřebu tepelného čerpadla pouze po dobu několika měsíců v průběhu teplejší části roku. V době, kdy je spotřeba tepelného čerpadla nejvyšší, je výroba z fotovoltaiky naopak minimální. Tomu odpovídá také množství ušetřených nákladů a emisí.

• Související: Lidé se snaží vyhnout pokutě 50 tisíc, topenáři ale nestíhají. Poptávka vzrostla o 248 procent

V případě zdrojů na biomasu se počítá s tím, že jsou uhlíkově neutrální, tzn. že množství uhlíku, které se uvolní při jejím spálení, je následně odčerpáno z atmosféry během růstu nové biomasy.

V praxi jsou měrné emise CO2 při spalování biomasy srovnatelné s emisemi hnědého uhlí. Současně záleží i na použitém druhu a vlastnostech spalované biomasy. Problém může představovat vysoká vlhkost, častá u nedostatečně vysušeného palivového dřeva, která negativně ovlivňuje proces spalování. Ta se projevuje nejen sníženou výhřevností a zvýšenými emisemi, ale také zvýšenou korozí kotle nebo zvýšenou produkcí dehtu, který následně zanáší spalinové cesty.

• Tip: Stále více Čechů se při výběru nemovitosti zajímá o její energetickou náročnost

Obecně platí, že při změně zdroje vytápění je důležité zvážit možnou optimalizaci spotřeby. Častou chybou je náhrada starého kotle za nový nízkoemisní zdroj o stejném výkonu, určený pro vytápění nezateplené budovy. Kromě zvýšených emisí si v takovém případě připlatí i provozovatel budovy, a to hned dvakrát: poprvé při nákupu zbytečně předimenzovaného zdroje, podruhé při jeho provozu.

Žádoucí je realizace co možná nejkomplexnějších opatření vedoucích ke snížení spotřeby. Už jen pouhé zateplení střechy dokáže snížit spotřebu tepla na vytápění až o 20 procent. U celkového zateplení ve vysokém standardu je možné omezit spotřebu tepla i o více než 70 procent. Pro financování těchto opatření lze využít dotační programy poskytované Státním fondem pro životní prostředí.

Zejména pro tepelná čerpadla potom platí, že je vhodné snížit nejen tepelnou ztrátu budovy, ale i tepelný spád otopné soustavy. Při použití tepelného čerpadla v kombinaci se stávajícími radiátory v některých případech hrozí, že bude provozováno mimo svůj optimální režim, což se následně promítá do nižšího topného faktoru, respektive vyšší spotřeby i provozních nákladů. V ideálním případě by tak instalaci nového zdroje mělo předcházet posouzení od nezávislého odborníka tak, aby bylo možné těmto problémům předejít.

Autor: Oldřich Sklenář, analytik Asociace pro mezinárodní otázky

Úvodní foto: Woltair