Znaczenie izolacji termicznej dla ochrony pakietu klimatycznego

Opinie na temat wpływu działalności człowieka na tzw. efekt cieplarniany są podzielone. Niezależnie jednak od tego, czy działalność gospodarcza wpływa na wzrost średniej globalnej temperatury czy nie, jest coś co możemy zrobić by ograniczyć emisję CO2 i innych związków do atmosfery. To właśnie stosowanie skutecznych izolacji termicznych pozwala znacząco ograniczyć straty energii, emisję zanieczyszczeń, oraz koszty związane z produkcją energii cieplnej.

Doprecyzowana dopiero w 1930 roku przez serbskiego matematyka Milutina Milankowicia teoria wyjaśniająca przyczyny wahania klimatu Ziemi opiera się na kilku podstawowych założeniach. Jego zdaniem, owe wahania są głównie uwarunkowane zmianami położenia naszej planety względem Słońca na skutek zmieniającego się kształtu orbity, po której porusza się Ziemia, z eliptycznej na bardziej kołową; zmianami kąta nachylenia osi Ziemi, dzięki czemu następuje zróżnicowanie pór roku w określonym cyklu klimatycznym; a także zmianą aktywności samego Słońca, które również ma wpływ na klimat naszej planety i również podlega ustawicznym wahaniom. Poza tym, na samej Ziemi zachodzą zjawiska, które silnie oddziaływają na jej klimat. Są one w niewyjaśniony dotąd sposób powiązane ze stężeniem dwutlenku węgla w atmosferze.

CO2 a zmiany klimatyczne

Powszechnie sądzi się, że to dwutlenek węgla jest najistotniejszym czynnikiem, który staje się zaczątkiem wszelkich zmian klimatycznych na Ziemi, inicjującym wpływ na wielkość zlodowacenia bądź na utrwalenie cieplejszego okresu zwanego interglacjałem. Wpływ CO2 uważa się za zasadniczy, występujący w najkrótszym czasie i będący zależnym w dużej mierze od działalności człowieka. Za przyczyną owej działalności, poziom dwutlenku węgla ulega systematycznemu wzrostowi. Od czasów tzw. rewolucji przemysłowej wzrósł on o ok. 40% i rośnie dalej, gdyż mimo prób jego ograniczenia „pompowane” jest coraz więcej tego gazu do atmosfery. Z analiz amerykańskiego Narodowego Centrum Badania Atmosfery wynika, że gdyby dzisiaj zredukować gwałtownie do zera emisję gazów cieplarnianych, to i tak obecne ocieplenie na Ziemi utrzymywałoby się co najmniej przez około 100 lat, (tyle wynosi długość „życia” CO2 w powietrzu); poza tym ogromnym jego magazynem są oceany. Teraz pochłaniają one znaczną część nadwyżki energii, ale kiedy produkcja CO2 uległaby przyhamowaniu, będą to zmagazynowane ciepło jeszcze długo oddawały. Obecnie skutki klimatyczne stały się już bardzo widoczne. Są one dokładnie opisane np. przez naukowców ze służby geologicznej USA i podane do wiadomości przez „Nature Climate Change”, w szczególności w odniesieniu do zmian klimatu, życia fauny i flory w przeciągu ostatnich 22 lat w górach Arizony. Zdaniem amerykańskich uczonych, obok dwutlenku węgla, zasadniczy wpływ na zmiany klimatyczne ma sadza (amorficzna postać węgla) i metan. Według naukowców z Uniwersytetu Stanforda w Kalifornii, sadza odpowiada za ok. 17% wielkości zmian zaistniałych w klimacie. Jednakże, na szczęście, z sadzą zdecydowanie łatwiej walczyć, tym bardziej że jej „życie” w atmosferze jest bardzo krótkie (trwa zaledwie kilka tygodni). Zakłada się, że dzięki podjęciu zdecydowanej walki z nadprodukcją dwutlenku węgla, sadzy i metanu, można by w ciągu 60 lat ograniczyć wzrost średniej globalnej temperatury o 20C. Niestety, jak przewiduje prof. James Hansen z NASA, już samo utrzymanie takiego tempa wzrostu temperatury może spowodować poważne zmiany klimatyczne na Ziemi, jak topnienie lodów Grenlandii i zachodniej Antarktydy, a w efekcie wzrost poziomu morza w XXI wieku nawet o kilka metrów.

Lepsza izolacja = mniej CO2

Powyższy wstęp pozwala uzmysłowić sobie, choć w niewielkim zakresie, skalę problemu, przed jakim niewątpliwie stoi ludzkość. Aczkolwiek nasz wpływ na kształt orbity ruchu planety, podobnie jak na stopień nachylenia Ziemi i skalę zmiany aktywności Słońca jest praktycznie żaden, to jednak wpływ działalności człowieka na wielkość wytwarzania ciepła i ilości powstawania dwutlenku węgla oraz innych zanieczyszczeń wpływających na tempo zmian klimatycznych, jest trudny do zakwestionowania. Zmniejszenie ilości wytwarzania ciepła i ograniczenie emisji CO2 stawia coraz to większe zadania przed izolacją termiczną. Skuteczna izolacja to oczywiście mniejsze straty ciepła oddawanego do atmosfery i pełniejsze wykorzystanie wytworzonej energii cieplnej. Mniejsze straty ciepła oznaczają mniejsze zapotrzebowanie na produkcję energii, a co za tym idzie na mniejsze zużycie pierwotnych surowców energetycznych i w ślad za tym na zmniejszenie emisji pochodnych produktów spalania do atmosfery.
Wszystko to sprawia, że izolacja termiczna nabiera coraz większego znaczenia. Odnosi się to nie tylko do „mieszkaniówki”, gdzie izolacja wpływa zasadniczo na pożądany komfort życia, ale także do przemysłu, gdzie ma wpływ na produkcję energii cieplnej celem jej zamiany w energię elektryczną, zabezpiecza także ciepło i pożądaną temperaturę dla różnych procesów technologicznych. Można bez przesady stwierdzić, że konieczność oszczędzania energii i ograniczenie emisji dwutlenku węgla staje się pilnym nakazem współczesności. W 2010 roku wielkość globalna emisji CO2 wynosiła 30,0GT. Największymi jego producentami były i są w dalszym ciągu USA, Chiny, Indie… Polska zajmowała 20- tą pozycję.

Ochrona klimatu – sprawa globalna

Od pewnego czasu sprawa ochrony klimatycznej staje się zauważalnym problemem, z którym podejmuje się zdecydowaną walkę w skali ogólnoświatowej. Dlatego kraje, które zjechały się w 1997 roku na konferencję klimatyczną do Kioto zobowiązały się do zapewnienia redukcji gazów cieplarnianych. Jednakże podpisany tam protokół od samego początku wzbudzał duże kontrowersje. Jak zwykle, chodziło o pieniądze, które trzeba przeznaczyć na ochronę klimatu. Obrady kolejnego szczytu – w Kopenhadze wykazały, jak bardzo mogą one podzielić społeczność międzynarodową. Miano podpisać traktat, stanęło na ogólnej deklaracji woli. Kolejne obrady szczytu w Durbanie doprowadziły wszakże do pewnych ustaleń, które nazwano mapą drogową dojścia do nowej umowy klimatycznej, angażującej wszystkie kraje. Udało się przekonać do niej także Stany Zjednoczone, Chiny, Indie, a więc największych „producentów” CO2. Przyjęto, że porozumienie, które dotyczyć będzie wszystkich uczestników konwencji klimatycznej zostanie zawarte do 2015 roku, a do tego czasu obowiązywać będzie przedłużona ważność uzgodnień z Kioto. Uzgodniono też, że kraje bogatsze mają wspierać przedsięwzięcia klimatyczne podejmowane przez kraje rozwijające się. Naukowcy zarzucają jednak politykom, że odkładanie działań, w świetle opisanych wyżej zagrożeń, jest niewskazane. Ich zdaniem podejmowanie konkretnych przedsięwzięć jest już teraz bardzo potrzebne. W Durbanie zdecydowano, że sygnatariusze porozumienia zostaną rozliczeni w taki sposób, że kraje, które nie osiągną celów uzgodnionych w Kioto, będą musiały kupować uprawnienia do emisji CO2. Wzbudziło to wśród nich i nadal wzbudza, ogromne niezadowolenie. Jak zwykle racja leży gdzieś po środku. Kraje rozwijające się zużywają mniej energii, ale nie musi to wcale oznaczać, że emitują mniej zanieczyszczeń poprzez zapóźnienia technologiczne. Poza tym, na ratowanie globalnego klimatu potrzeba, oprócz pieniędzy, dekad jeśli nie setki lat. Póki co, należy docenić i to, że rządy państw całego świata szukają rozwiązań, choćby mało rewolucyjnych, to jednak na miarę swoich możliwości, dostrzegając konieczność wprowadzania zmian zabezpieczających atmosferę przed szkodliwymi zanieczyszczeniami klimatycznymi. Dzięki temu efekty ograniczania zmian klimatycznych stają się powoli zauważalne. Jak wynika z raportu opublikowanego na ostatnim Światowym Forum Ekonomicznym w Dawos, zanieczyszczenie środowiska powodują nie tylko szkodliwe odpady powstające w procesie produkcji energii. Najbardziej zanieczyszczone powietrze aktualnie jest w Indiach. W ogólnej ocenie stanu środowiska najgorzej wypadają kraje afrykańskie, chociaż doskonale w emisji CO2. Pod względem czystości powietrza najlepiej wygląda Europa. W samej Unii Europejskiej wdrażana dyrektywa 2006/32/UE parlamentu europejskiego z dnia 5 kwietnia 2006 roku zobowiązuje wszystkie kraje członkowskie do zdecydowanych działań na rzecz ochrony klimatu, chociaż sama Unia Europejska odpowiada zaledwie za 7% światowej emisji dwutlenku węgla.

Zapotrzebowanie na energię będzie rosło

Przewidywanemu wzrostowi światowego zapotrzebowania na energię do 2030 roku o ok. 40%, towarzyszyć ma ograniczenie strat ciepła ze względu na konieczność zmniejszenia wielkości emisji CO2.. Zatem rzeczywisty wzrost wytwarzania energii wyniesie niewiele ponad 30%; ale wielkość jej strat ma zostać ograniczona o blisko 20%. A więc zmniejszenie produkcji w stosunku do zapotrzebowania energii ma być pokryte ograniczeniem wielkości strat . Wzrosnąć ma także udział energii powstałej ze źródeł odnawialnych (woda, wiatr, biomasa, słońce).

Uprawnienia do emisji

Jednakże i tu, w Unii Europejskiej, nie wszystko układa się najlepiej. Już w 2005 roku wystartował system, który miał skłonić duże firmy do zmniejszenia emisji CO2 . Każda firma otrzymała do 2013 roku jakąś pulę uprawnień do emisji za darmo, ponad to, ile wcześniej wytwarzała. Jeżeli zainwestuje w technologie niskoemisyjne, będzie dysponowała nadwyżką uprawnień do emisji, którą może sprzedać na rynku i na tym zarobić. Uprawnieniami można handlować na kilku europejskich giełdach. Jednakże już w 2008 roku system ten zaczął się powoli łamać, gdy cena uprawnień do emisji za tonę „zjechała” do kilku euro. Stało się tak za sprawą światowego kryzysu. Przy takiej cenie uprawnień oczywisty jest brak zachęty do zmniejszania emisji. Wydaje się to jednak być spojrzeniem krótkowzrocznym i nie powinno zniechęcać do wspierania zainicjowanych i podjętych już wysiłków… Już 10 stycznia 2007 roku w pakiecie klimatyczno – energetycznym komisja europejska przedstawiła cele, że chce ograniczyć do 2020 roku emisję gazów cieplarnianych o 20%, zwiększyć udział źródeł odnawialnych w bilansie energetycznym do 20% oraz podnieść o 20% efektywność energetyczną. Pakiet ten zwany 3×20 został w marcu 2007 roku przyjęty przez Parlament Europejski.

Polska, a ochrona klimatu

Polska wpisała się zatem w ten globalny program ochrony klimatu, wynikający ze wzrostu efektywności energetycznej, między innymi przyjęciem już w 2009 roku polityki energetycznej do 2030. Przyjęta została bowiem „Ustawa o efektywności energetycznej”, na mocy której do 2020 roku zobowiązujmy się ograniczyć wzrost zużycia energii (wprowadzając tzw. białe certyfikaty) i zredukować tym samym zapotrzebowanie na energię oraz ograniczyć wielkość emisji CO2.. Istotą naszej polityki energetycznej ma być dążenie do utrzymania tzw. „zero energetycznego wzrostu gospodarczego”, co oznacza utrzymanie wzrostu gospodarczego bez wzrostu zapotrzebowania na pierwotne surowce energetyczne. Szczególnie u nas problem ten jest trudny do pokonania, gdyż ok. 95% energii pochodzi aktualnie ze spalania węgla kamiennego bądź brunatnego, a tylko ok. 5% ze źródeł odnawialnych. Duże opory społeczne budzi zamiar budowy elektrowni jądrowej. Dlatego poprawa gospodarowania energią wynikająca z realizacji owej polityki energetycznej wymusza na nas następujące działania :

  • zapewnienie zwiększenia sprawności urządzeń energetycznych,
  • dążenie do ograniczenia strat ciepła w procesie jego wytwarzania,
  • redukcję strat ciepła w przesyle,
  • poprawę efektywności wykorzystania wytworzonej energii,
  • zastępowanie tradycyjnych źródeł pozyskiwania energii źródłami odnawialnymi.

W konsekwencji zaowocować ma to zdecydowanie mniejszym spalaniem węgla i zmniejszoną emisją CO2 do atmosfery. Uzyskanie tych efektów nastąpić może m.in. poprzez zwiększenie znaczenia izolacji cieplnej.

Modernizacje termiczne budynków i nie tylko

Dlatego coraz więcej wagi przywiązuje się do znaczenia i roli, jaką odgrywa izolacja termiczna. Nie tylko jej obecność staje się doceniana i upowszechniana, ale także jej jakość powiązana ze skutecznością energetyczną podnosi wymagania przed nią stawiane. Izolacja zaczyna pojawiać się wszędzie, gdzie wytwarzane, przechowywane bądź przesyłane jest ciepło. Ostatnio, coraz częściej, stosowana bywa tzw. izolacja ekonomiczna. Stanowią ją specjalnie dobrane systemy zapewniające uzyskanie mniejszego współczynnika przenikania ciepła K, czyli większego oporu cieplnego przegrody R tak liczonego, aby obniżyć straty ciepła, a co za tym idzie, koszty eksploatacji obiektu i podnieść efektywność energetyczną. Dotyczy to zarówno obiektów przemysłowych, urządzeń energetycznych, linii przesyłowych i budynków mieszkalnych oraz biurowych.

Postanowienia szczytu Brukselskiego

Jednakże zasadnicze i znaczące ograniczanie emisji gazów cieplarnianych ma się odbywać poprzez tzw. unijny system handlu emisjami. System ten jest oparty na założeniu, że wszelkie zakłady przemysłowe (w tym w szczególności elektrownie węglowe) będą musiały kupować prawa do emisji CO2 na specjalnych aukcjach. Bez wykupienia takiego prawa do emisji, nie będzie możliwa jakakolwiek produkcja energii połączona z emisją dwutlenku węgla. Problem w tym, że jak podano wyżej, 95 % energii elektrycznej produkowanej w Polsce pochodzi z elektrowni opalanych węglem, czyli z zakładów przemysłowych, w które system handlu emisjami uderzy najmocniej. Z uwagi na to Unia Europejska zgodziła się, aby nasz kraj w latach 2013-2019 nie musiał kupować od razu 100% praw do emisji (tak jak będzie to miało miejsce w większości państw Wspólnoty). I tak np. w 2013 roku zakłady przemysłowe w Polsce musiały kupić na aukcjach prawa do emisji jedynie 30% całkowitej wartości emisji CO2 wytwarzanej w ciągu roku. Pozostałe 70% mogły wyemitować za darmo. Warto jednak podkreślić, że z roku na rok – aż do 2019 – wolumeny emisji, których nie będzie trzeba wykupić na aukcjach będą stopniowo maleć, by w 2020 roku zniknąć całkowicie. Przywódcy państw UE uzgodnili w Brukseli, że Unia ograniczy emisje CO2 o co najmniej 40 proc. do 2030r. względem roku 1990. Mniej zamożne kraje UE, w tym Polska, będą mniej obciążone kosztami ambitnej polityki klimatycznej. Polsce udało się m.in. wynegocjować utrzymanie systemu darmowych pozwoleń na emisję CO2 dla sektora elektroenergetycznego na poziomie 40 proc. do 2030.

40-procentowy cel redukcji emisji CO2 do 2030r. to główny element porozumienia w sprawie nowych ram unijnej polityki klimatycznej po roku 2020. Ostateczne porozumienie przewiduje także, że udział energii ze źródeł odnawialnych w całkowitym zużyciu energii elektrycznej w UE wyniesie co najmniej 27 proc. w 2030r. Cel ten będzie wiążący na poziomie całej Unii, ale nie dla poszczególnych państw członkowskich. Obecnie udział energii odnawialnej to ok. 14 proc. Unia ustaliła też, że zwiększy efektywność energetyczną o co najmniej 27 proc. Cel ten nie jest jednak wiążący. To bowiem mniej niż proponowała na początku roku Komisja Europejska, która chciała zwiększenia efektywności energetycznej o 30 proc. Dlatego UE zamierza ponownie przyjrzeć się uzgodnionym zapisom w tej sprawie w 2020r. i będzie mogła podwyższyć ten cel do poziomu proponowanemu przez KE.

Osiągnięty kompromis przewiduje, że mniej zamożne kraje UE (z PKB poniżej 60 proc. średniej unijnej) – wśród nich Polska – będą mogły przekazywać darmowe pozwolenia na emisję CO2 elektrowniom do 2030r. Bez takiej klauzuli byłoby trudno powstrzymać podwyżkę cen energii elektrycznej w Polsce. Według źródeł dyplomatycznych polska energetyka będzie mogła otrzymać pulę darmowych uprawnień o wartości 31 mld złotych. Najmniej zamożne państwa UE podzielą się też środkami ze specjalnej rezerwy utworzonej z 2 proc. pozwoleń na emisję. Według nieoficjalnych wyliczeń przekazanych przez źródła dyplomatyczne oznacza to, że Polska otrzyma ok. 7,5 mld zł do 2030r. na modernizację naszej energetyki – nie będzie też przeszkód, żeby za te pieniądze unowocześnić elektrownie węglowe. Z kolei państwa z PKB poniżej 90 proc. średniej unijnej dostaną też dodatkowe pozwolenia na emisję CO2. Dla nich przeznaczone będzie 10 proc. całkowitej sumy wszystkich uprawnień. Z perspektywy Polski ważny jest też podział wiążącego na poziomie UE celu ograniczenia emisji na sektory objęte systemem handlu pozwoleniami (ETS) i takie, które są poza nim. W tym pierwszym przypadku redukcja na poziomie unijnym ma wynieść 43 proc., w drugim 30 proc. (w porównaniu do 2005r.). W końcowych wnioskach znalazł się też zapis, że po globalnym szczycie klimatycznym w 2015r. w Paryżu, UE powróci do kwestii swoich celów i na przyszłorocznym szczycie w Paryżu zawarte zostanie „przełomowe porozumienie” w sprawie walki z globalnym ociepleniem.

Polska zadowolona jest więc z osiągniętego kompromisu, ponieważ znalazły się w nim zapisy, na których nam zależało. Długi bój toczył się między innymi o utrzymanie systemu darmowych pozwoleń na emisję CO2 dla firm energetycznych, co się jak widać, ostatecznie udało. Poza redukcją CO2, pakiet przewiduje także 27-procentowy udział źródeł odnawialnych w miksie energetycznym na poziomie całej Unii oraz niewiążący cel dotyczący wzrostu efektywności energetycznej o 27 procent.

Największym naszym sukcesem było więc wydłużenie polskiego prawa do darmowych uprawnień dla elektrowni poza rok 2020. Dzięki temu Europa będzie szybciej zmniejszała emisję CO2 a Polska wolniej. Nie jest to sukces negocjacyjny, bo przedłużenie darmowych emisji po 2020, Komisja Europejska rekomendowała już przed szczytem (we wrześniu br.) I to nie tylko dla Polski, ale dla całej grupy krajów z dochodem per capita niższym niż 90% średniej unijnej PKB. Polska otrzyma 31 mld złotych w postaci darmowych zezwoleń na emisję CO2 oraz środki na modernizację energetyki w wysokości 7,5 mld zł. Powyższe kwoty nie są jednak wymienione w dokumencie ze szczytu UE i pochodzą z nieoficjalnych źródeł…

Tak więc zarówno ograniczenie emisji CO2, jak i wzrost efektywności energetycznej związane są z modernizacją elektrowni i możliwością ograniczenia zużycia surowców. To zaś uzasadnia dalszą konieczność wzrostu znaczenia efektywnej izolacji cieplnej, który musi powoli, lecz konsekwentnie następować, aby założone cele udało się osiągnąć. Nie tyle chodzi więc tutaj o likwidację kopalń, jako źródła zasilania energetycznego, lecz o jego lepsze, pełniejsze i skuteczniejsze wykorzystanie m.in. wynikające z większego zastosowania ekonomicznej izolacji termicznej wszędzie tam, gdzie wytwarzane jest ciepło i niedostatecznie chronione.

Autor: mgr inż. Ryszard Borkowski, Polskie Stowarzyszenie Wykonawców Izolacji Przemysłowych

Więcej art. nt. izolacji termicznych w dziale: IZOLACJE TERMICZNE

Chcesz otrzymywać informacje o najnowszych publikacjach na naszej www? Zapisz się na newslettera. To nic nie kosztuje.