Tag: emisja CO2

Audyt – obliczenia wskaźnika emisji CO2 dla dwóch źródeł ciepła

Audyt – obliczenia wskaźnika emisji CO2 dla pompy ciepła i węzła cieplnego po modernizacji systemu grzewczego

 

Obliczenia wskaźnika emisji CO2  ECO2  wykonuje się na podstawie rozp. z lutego 2015 r. dotyczącego świadectw energetycznych.

Przykład

W wielorodzinnym budynku zaplanowano przeprowadzenie modernizacji systemu ogrzewania , polegającej na zastosowaniu, obok dwufunkcyjnego węzła cieplnego zasilanego ciepłem sieciowym z elektrociepłowni, także pompy ciepła. Naszym celem będzie obliczenie wskaźnika emisji CO2  ECO2  , średnich wartości cząstkowych sprawności źródła ciepła oraz zapotrzebowania na ciepło po zakończeniu modernizacji instalacji c.o.

Dane początkowe:

Q0,co = 900 GJ – całkowita energia użytkowa przed modernizacją przeznaczona na cele grzewcze.

Wariant 1 – System grzewczy

Oznaczenia:

cyfra 1 – znajdująca się jako ostatni indeks symbolu oznacza węzeł cieplny, np. Qk,H,oze,1

cyfra 2 – znajdująca się jako ostatni indeks symbolu oznacza pompę ciepła, np. Qk,H,oze,2

Tabela 1. Parametry źródeł ciepła

Nazwa źródła energii Zakładany udział procentowy źródła ciepła Sprawność wytwarzania
Węzeł cieplny   x1,co,1  = 15 % η1,co,1 = 0,99
Pompa ciepła       x1,co,2  = 85 % η1,co,2 = 4,00
Wspólne sprawności dla obu źródeł ciepła Sprawności instalacji
Regulacji i wykorzystania η1,H,e = 0,88
Przesyłu η1,H,d = 0,80
Akumulacji η1,H,s = 1,00

 

Obliczenie zapotrzebowania na energię końcową dla pompy ciepła Q1,co,1  i dla węzła cieplnego Q1,co,2  .

Korzystając ze wzoru na całkowitą sprawność η1,H,tot = η1,H,g * η1,H,e * η1,H,d * η1,H,s mamy:

η1,H,tot,1   = 0,99 * 0,88 * 0,80 * 1,00 = 0,70 – dla węzła cieplnego

η1,H,tot,2   = 4,00 * 0,88 * 0,80 * 1,00 = 2,82 – dla pomy ciepła

Teraz można obliczyć zapotrzebowanie na całkowitą energię końcową po modernizacji Q1,co. Jest to suma energii końcowej dla węzła cieplnego Q1,co,1 oraz pomy ciepła Q1,co,2 , obliczonych według poniższych wzorów:

Q1,co,1 = Qk,H,1 = Q0,co* x1,co,1 / η1,H,tot,1 = 900 * 0,15/0,70 = 192,86 GJ/rok

Q1,co,2 = Qk,H,2 = Q0,co* x1,co,2 / η1,H,tot,2  = 900 * 0,85/2,82 = 271,28 GJ/rok

Qk,H = Q1,co = Q1,co,1+ Q1,co,2 = 192,86 + 271,28= 464,14 GJ/rok

Powierzchnia Af wynosi 3000 m2.

Jak wiadomo, w audycie pomija się system chłodzenia, oświetlenia i energię pomocniczą. Jednak w przedstawionym przykładzie dla uproszczenia pominięto również system ciepłej wody użytkowej.

Dlatego w naszych obliczeniach wzór przyjmie następującą postać:

ECO2 = ECO2,H = (36 * 10-7 * Qk,H * We,H ) / Af

gdzie Qk,H = Q1,co = Qk,H,1 +   Qk,H,2  

stąd mamy:

ECO2,H = 36 * 10-7 * (Q1,co,1 * We,H,2  + Q1,co,2 * We,H,2 ) / Af

Aby otrzymać wartość i jednostki zgodnie z rozp MIiR trzeba jeszcze przeliczyć GJ na kWh , czyli pomnożyć przez 277,78:

ECO2 = ECO2,H = 36 * 10-7 * (192,86 GJ/rok * 277,78 * 93,87 tCO2/TJ  + 271,28 GJ/rok * 277,78 * 225,56 tCO2/TJ  ) / 3000 m2 =

= 36 * 10-7 * (53572,65 kWh * 93,87 tCO2/TJ  + 75356,16 KWh * 225,56 tCO2/TJ  ) / 3000 m2 = 36 * 10-7 * (5 028 864, 66 +16 997 335,45) /  3000 m2 = 79,2943 tCO2/rok  /   3000 m2 = 0,02643 tCO2/(m2 * rok)  

3-Eco2

Rysunek1. Wyniki ECO2  obliczony  programie ArCADia-TERMO 6.4

Podsumowanie

Obecna wersja programu ArCADia-TERMO 6.4 wspomaga wykonanie obliczeń wskaźnika ECO2 dla dwóch źródeł ciepła w audycie energetycznym.

Kartę audytu trzeba ręcznie wypełnić wpisując obliczoną wartość wskaźnika ECO2   .

Obliczenia emisji CO2 dla gazu ziemnego w programie ArCADia-TERMO

Obliczenia emisji CO2 dla gazu ziemnego w programie ArCADia-TERMO w analizie środowiskowo-ekonomicznej

W tym artykule zostanie opisane sposób wykonania w programie ArCADia-TERMO oraz tok obliczeń rocznej emisji CO2 na podstawie danych z Krajowego Ośrodka Bilansowania i Zarządzania Emisjami (KOBiZE).

Wykonanie obliczeń wymaga włączenia Efektu ekologicznego lub z Panelu wysuwanego kliknięcia na temat obliczeń Analiza środowiskowo-ekonomiczna.

Obliczenia zostaną wykonane dla gazu ziemnego:
1) gdy wielkość emisji CO2 będzie podana w kg/1,0E6 m3.

Dla większej przejrzystości w obliczeniach uwzględniono tylko system ogrzewania i ciepłej wody użytkowej , a pominięto energię elektryczną (pomocniczą) oraz alternatywne systemy (źródła).

Zużycie Paliw

Po pobraniu (przy użyciu przycisku Pobierz dane z certyfikatu) danych z certyfikatu, dane zostaną automatycznie przepisane z projektowanej charakterystyki lub świadectwa energetycznego, rys.1 i 2.

3_Pobierz CO-GazRysunek 1. Dane automatycznie pobrane z projektowanej charakterystyki lub świadectwa energetycznego dla c.o.

3_Pobierz CWU-GazRysunek 2. Dane automatycznie pobrane projektowanej charakterystyki lub świadectwa energetycznego dla c.w.u.

Obliczenia

Przechodząc do etapu EFEKT EKOLOGICZNY w obecnej wersji ARCADia-TERMO 6.3 należy podać wartość emisji CO2 w przeliczeniu na 1 000 000 m3 gazu ziemnego.

Na podstawie danych m.in. z KOBiZE mamy wartości opałowe dla gazu ziemnego oraz zawrtość emisji CO2 :

Wo = 9,97 kWh/m3 oraz Wo= 55,82 kg CO2/GJ  : 277,777kWh/GJ = 0,201 kg CO2/kWh.

Czyli z 1 m3 gazu ziemnego powstaje 9,97 kWh/m3 * 0,201 kg CO2/kWh = 2,004 kg CO2/m3.

Ponieważ dla gazu ziemnego powinno się obecnie wybrać jednostkę kg/1,0E6 m3, dlatego w kolumnie CO2 należy wpisać wartość 2,004 * 106 = 2 004 000 kg/1,0E6 m3, rys. 3.
3_Emisja CO2-Gaz
Rysunek 3. Dla gazu ziemnego należy wybrać jednostkę kg/1,0E6 m3 i wstawić dla CO2 wartość 2004000 kg CO2/rok

3_CO2_Gaz
Rysunek 3. Obliczona wartość emisji CO2 dla gazu ziemnego

Stąd dla c.o. i c.w.u. mamy roczne zużycie gazu wynoszące 1548,04 m3 + 532,94 m3 = 2080,98 m3/ rok, a ilość emisji CO2 równa będzie 2080,98 m3/ rok * 2,004 kg/ m3 = 4170,28 kg CO2/rok , czyli dokładnie tyle samo co zostało obliczone przez program ArCADia-TERMO 6.3.

Wnioski

1) Wykonując obliczenia emisji CO2 dla gazu ziemnego należy w etapie EFEKT EKOLOGICZNY w zakładce Emisja zanieczyszczeń wybrać jednostkę kg/1,0E6 m3 i wstawić w kolumnie CO2 wartość 2004000 kg CO2/rok

2) Powyższe obliczenia mają zastosowanie  w  przypadku danych pochodzących z projektowanej charakterystyki energetycznej

3) Powyższe obliczenia dla CO2 nie mają zastosowania  w  przypadku świadectw energetycznych budynków

Obliczenia emisji CO2 dla energii elektrycznej w programie ArCADia-TERMO

Wybór paliwa w Bazie emisji zanieczyszczeń

Obliczenia emisji CO2 dla energii elektrycznej w programie ArCADia-TERMO

W tym artykule zostanie opisane sposób wykonania w programie ArCADia-TERMO oraz tok obliczeń rocznej emisji CO2 na podstawie danych z Krajowego Ośrodka Bilansowania i Zarządzania Emisjami (KOBiZE).

Wykonanie obliczeń wymaga włączenia Efektu ekologicznego lub z Panelu wysuwanego kliknięcia na temat obliczeń Analiza środowiskowo-ekonomiczna.

Obliczenia zostaną wykonane dla energii elektrycznej w dwóch wariantach:

  • 1) gdy wielkość emisji CO2 będzie podana w kg/GJ.
  • 2) gdy wielkość emisji CO2 będzie podana w kg/kWh.

Dla większej przejrzystości w obliczeniach uwzględniono tylko system ogrzewania , a pomięto system, c.w.u.

Zużycie Paliw

Po pobraniu (przy użyciu przycisku Pobierz dane z certyfikatu) danych z certyfikatu, dane zostaną automatycznie przepisane z projektowanej charakterystyki lub świadectwa energetycznego, rys.1.

3_zuzycie
Rysunek 1. Dane automatycznie pobrane projektowanej charakterystyki lub świadectwa energetycznego.

Alternatywne źródła

Jeżeli mają być wykonane obliczenia porównawcze, wtedy należy kliknąć w lewym górnym rogi na pozycję Alternatywne źródła oraz na przycisk Wykonaj obliczenia porównawcze, rys.2.

3_alternat
Rysunek 2. Dane porównawcze do obliczeń

Następnie, należy kliknąć w lewym dolnym rogu okna programu przycisk EFEKT  EKOLOGICZNY (rys. 3) i wybrać z bazy danych rodzaj nowego paliwa np. Energia elektryczna, rys. 4.

3_baza_emisji

Rysunek 3. Dane do obliczeń emisji CO2

baza

Rysunek 4. Wybór paliwa w Bazie emisji zanieczyszczeń

Na końcu trzeba przejść do etapu WYDRUKI i kliknąc na pozycję Efekt ekologiczny lub Analiza środowiskowo-ekonomiczna, aby zobaczyć końcowy raport, rys.5

3_wyniki_emisji

Rysunek 5. Wyniki obliczeń w kg/rok emisji CO2

Poniżej został przedstawiony algorytm obliczeń emisji CO2 w przypadku gdy jednostką emisji jest kg.GJ i kg/kWh.

Obliczenia CO2 dla jednostki kg/GJ
Btot,alt,kWh = 42056, 69 kWh/rok + 5519,49 kWh/rok = 47576,18 kWh/rok

Btot,alt,GJ = = 47576,18 kWh/rok : 277,777 kWh/GJ = 171,275 GJ/rok

Eco2,GJ = 225,56 kg/GJ

Etot, CO2 = 171,275 GJ/rok * 225,56 kg/GJ = 38632,73 kg CO2 /rok

Obliczony przez program ArCADia0-TERMO wynik wynosi 38632,30 kg CO2. Różnica 0,43 kg wynika tylko z zaokrągleń.

Obliczenia CO2 dla jednostki kg/kWh
Jeżeli ilość jednostkowa emisji CO2 ma być podana w kg/kWh wtedy należy ręcznie podzielić wartość w kolumnie CO2 przez 277,777, stąd Eco2,kWh = 225,56 kg/GJ : 277,777 kWh/GJ = 0,812 kg/kWh i tą wartość wpisać do kolumny CO2 poniższej tabeli.

3_baza_emisji2

Podsumowanie

Funkcjonalność obliczeń dla Efektu ekologicznego będzie sukcesywnie poszerzana w programie ArCADia-TERMO. Dlatego w niedalekiej przyszłości użytkownicy mogą spodziewać się kolejnych udogodnień.

Obliczenia jednostkowej wielkości emisji CO2 wg rozporządzenia MIiR z dnia 3 czerwca 2014 roku

Obliczenia jednostkowej wielkości emisji CO2 wg rozporządzenia z dnia 3 czerwca 2014 roku

Nowym elementem obliczeń, znajdującym się na pierwszej stronie raportu świadectwa energetycznego jest wskaźnik emisji CO2 oznaczony symbolem ECO2 . Wskaźnik ten obejmuje wszystkie systemy w budynku i obliczany jest według wzoru:
ECO2 = (ECO2,H + ECO2,W + ECO2,C + ECO2,L + ECO2,pom ) / Af w tonach  CO2 /( m2* rok),
czyli: t CO2 /( m2 * rok),
gdzie Af – to powierzchnia użytkowa obliczana w zależności od wysokości pomieszczeń

Dla budynków mieszkalnych i lokali mieszkalnych wzór ten można sprowadzić do postaci:
ECO2= (ECO2,H + ECO2,W + ECO2,C + ECO2,pom ) / Af , ponieważ składnik ECO2,L = 0.

A dla budynków bez systemu chłodzenia także składzik ECO2,C = 0.

Wielkość emisji CO2 dotyczy tylko paliw nieodnawialnych, dlatego gdy jakiś system zasilany jest tylko paliwem odnawialnym może być pominięty w obliczeniach. Wynika to z ogólnego wzoru, który można napisać w postaci:
ECO2,s = 36 * 10-7 * Sigma[Qk,S,t * We,S,t]
gdzie: s – rodzaj systemu, t – liczba źródeł energii
Qk,S,t – to ilość energii końcowej
We,S,t – wartość opałowa paliwa

Dla systemu ogrzewczego mamy wzór numer 79 na stronie 44 rozporządzenia MIiR z dnia 3 czerwca 2014 roku postaci:
ECO2,H = 36 * 10-7 * Sigma(Qk,H,i * We,H,i )
Podobnie jest dla innych systemów w budynku lub lokalu.
Wartość ECO2,pom jest sumą energii pomocniczych wszystkich urządzeń pomocniczych z wyjątkiem oświetlenia i wynosi: 36 * 10-7 * Sigma(Eel,pom,S,t * We,S,t).

Przykład 1.
Obliczenie jednostkowej wielkości emisji CO2 dla budynku biurowego z chłodzeniem o powierzchni 800 m2. W budynku zastosowano:
a) dwa systemy grzewcze, którego paliwem w 40% jest gaz ziemny i w 60% biomasa,
b) instalację ciepłej wody, której paliwem w 100% jest gaz ziemny,
c) instalację chłodu i oświetlenia, której paliwem w 100% jest energia elektryczna systemowa.

Wartość energii końcowej i wartości opałowej ( tab. 28, rozp. MIiR, KOBiZE 2014) oraz ECO2,pom:
a) Qk,H dla ogrzewania wynosi 10000 kWh/rok
We,H = 56,1 t CO2/TJ ( gaz ziemny) ;
We,H = 0 t CO2/TJ ( biomasa) ;
ECO2,pom,H = 500 kWh/rok

b) Qk,W dla c.w.u. wynosi 600 kWh/rok;
We,W = 56,1 t CO2/TJ ( gaz ziemny) ;
ECO2,pom,W = 300 kWh/rok

c) Qk,C dla chłodu wynosi 2000 kWh/rok;
We,C = 93,87 t CO2/TJ ( energia elektryczna systemowa) ;
ECO2,pom,C = 250 kWh/rok

d) Qk,L dla chłodu wynosi 4000 kWh/rok;
We,L = 93,87 t CO2/TJ ( energia elektryczna systemowa) ;
Stąd:
ECO2,H = 36 * 10-7 * 0,40 * 10000 * 56,1 = 0,81 t CO2/rok;
ECO2,H = 36 * 10-7 * 0,60 * 10000 * 0 = 0 t CO2/rok;
ECO2,W = 36 * 10-7 * 1,00 * 600 * 56,1 = 0,12 t CO2/rok;
ECO2,C = 36 * 10-7 * 1,00 * 2000 * 93,87 = 0,68 t CO2/rok;
ECO2,L = 36 * 10-7 * 1,00 * 4000 * 93,87 = 1,35 t CO2/rok;
ECO2,pom = 36 * 10-7 * (500 + 300 + 250 ) * 93,87 = 0,35 t CO2/rok;
ECO2 = (0,81 + 0 + 0,12 + 0,68 + 1,35 + 0,35 )/800 = 3,31 / 800 = 0,0041 t CO2/(m2 * rok);

Podsumowanie
1) Niska wartość jednostkowej wielkości emisji CO2 świadczy pośrednio o niskim zużyciu energii i niskim zużyciu paliw nieodnawialnych.
2) Nie można podać zależności między wskaźnikiem EP a ECO2,
3) Warto by było używać zamiast jednostkowej wielkości emisji CO2 określenia wskaźnik emisji CO2.
4) Podawanie wartości emisji w tonach na (m2 * rok) powoduje bardzo niskie i mało czytelne wartości. Być może lepiej byłoby w przyszłości podawać w kg na (m2 * rok).