Szczyt Klimatyczny w Katowicach ma być przełomowy. Trend wytycza Unia Europejska, która chciałaby być wolna od paliw kopalnych już w połowie wieku. Aby spełnić ten cel, Skandynawowie projektują miasta zeroemisyjne i wolne od paliw kopalnych. COP24 to szansa, aby zaszczepić skandynawski projekt w Polsce – pisze redaktor portalu BiznesAlert.pl Bartłomiej Sawicki.
Nie od razu Kraków zbudowano, jednak od czegoś należało zacząć. Wydaje się, że podobną filozofię wyznają Skandynawowie. Szwecja i Dania są na etapie budowy miast przyszłości (w Kopenhadze i Sztokholmie). W założeniu są to miasta samowystarczalne, zrównoważone i – co ważne pod kątem polityki klimatycznej – wolne od paliw kopalnych (już nie tylko od węgla, ale także od mniej emisyjnego gazu). OZE, efektywność energetyczna i zagospodarowanie odpadów to klucz do smart city. Miasta te jednak jako projekt powstają dzięki dotacjom. Docelowo do 2030 roku mają być one samowystarczalne i wolne od paliw kopalnych.
EnergyLab Nordhavn
Podróż po miastach przyszłości rozpoczynamy od Danii. Zarówno w Kopenhadze, jak i w Sztokholmie projekty miast przyszłości powstają w zaniedbanych przestrzeniach portu. Dlaczego tam? Po pierwsze, są to tereny, gdzie grunty nie są jeszcze zagospodarowane i przestrzeń pozwala na wdrażanie innowacji. Po drugie, nabrzeże daje dodatkowe możliwości rozwoju energetyki odnawialnej oraz transportu.
EnergyLab Nordhavn to nowe miejsce na miejskiej mapie infrastruktury energetycznej Danii rozwijane od kwietnia 2015 roku.
Nowe miasto Nordhavn to nowoczesne laboratorium efektywności energetycznej. Projekt wykorzystuje teren portu Nordhavn jako pełnowymiarowe inteligentne laboratorium energetyczne w Kopenhadze. Ma ono pokazać w jaki sposób energia elektryczna, ogrzewanie, energooszczędne budynki i transport elektryczny mogą zostać zintegrowane w inteligentny, elastyczny i zoptymalizowany system energetyczny.
Zgodnie z ogólną wizją Nordhavn ma być zalążkiem zrównoważonej dzielnicy Kopenhagi. Ma uczynić z niej ekometropolię. – Energetyka odnawialna, nowe formy zaopatrzenia w energię, optymalne wykorzystanie zasobów i przyjazne dla środowiska środki transportu muszą sprawić, że Nordhavn stanie się pionierską dzielnicą dla zrównoważonego rozwoju obszarów miejskich i budynków przyjaznych dla środowiska – zapewnili przedstawiciele projektu, którzy oprowadzali dziennikarzy po duńskiej dzielnicy podczas wizyty studyjnej.
Nordhavn kładzie nacisk na zrównoważone rozwiązania transportowe. W założeniu rower, transport publiczny czy pieszy powinny być naturalnym wyborem zamiast jazdy samochodem.
W ciągu następnych 50 lat dzielnica Nordhavn ma przyjąć 40 000 nowych mieszkańców oraz stworzyć tyle samo miejsc pracy. Zrównoważony rozwój miejski został zintegrowany z siecią ciepłowniczą, aby umożliwić realizację wizji Kopenhagi jako pierwszej na świecie stolicy o neutralnym bilansie CO2. W ramach projektu EnergyLab Nordhavn są opracowywane i demonstrowane rozwiązania energetyczne przyszłości. Docelowo do 2030 roku dzielnica ta ma być wolna od paliw kopalnych i samowystarczalna energetycznie.
EnergyLab Nordhavn to nie tylko nowa dzielnica stolicy Danii, ale także żywe laboratorium efektywności energetycznej, gdzie swoje rozwiązania wdrażają duńskie firmy znane z sektora energetycznego i budowlanego takie jak: Rockwool, Velux, Danfoss, czy Ørsted.
O możliwościach rozwoju tej ostatniej firmy w Polsce można przeczytać w rozmowie z Orsted na łamach BiznesAlert.pl.
Wspominane wyżej firmy są także członkami State of Green – duńskiej organizacji branżowej zajmującej się promocją zielonych rozwiązań energetycznych pochodzących z Danii. O duńskich doświadczeniach i wyzwaniach State of Green można przeczytać w tekście BiznesAlert.pl poświęconym transformacji energetycznej Danii.
Transformacja energetyczna w Danii. Wnioski dla Polski (RELACJA)
Firma Danfoss prowadzi projekt inteligentnych komponentów w zintegrowanych systemach energetycznych w Nordhavn. – Celem jest zademonstrowanie, analiza techniczna i ekonomiczna wykonalności inteligentnej kontroli nad konkretnymi komponentami i systemami zarządzania ciepłem i chłodem systemowym, których główne funkcje to zapewnienie ogrzewania i chłodzenia w budynkach – powiedział przedstawiciel firmy podczas prezentacji w czasie wizyty studyjnej. Warto dodać, że sieć ciepłownicza w Kopenhadze jest jedną z największych i najstarszych na świecie i dostarcza ogrzewanie do 98 proc. miasta.
Usprawnienia w sektorze grzewczym w stolicy Danii są ważne ze względu na osiągnięcie oszczędności energii oraz zrealizowanie celu klimatycznego. W ciągu ostatnich 40 lat zużycie energii w duńskich budynkach zostało ograniczone o 45 proc. na metr kwadratowy. – Ale gdyby jednostka sieci ciepłowniczej w każdym budynku w Kopenhadze działała z wykorzystaniem pełni potencjału, miasto wciąż mogłoby zużywać 10 proc. mniej ciepła. W ten sposób mieszkańcy Kopenhagi mogliby zaoszczędzić na ogrzewaniu nawet 70 mln dolarów w ciągu roku – podkreślał przedstawiciel firmy Danfoss, opowiadając o rozwiązaniach spółki w Nordhavn.
Mają one na celu zapewnienie wydajności i elastyczności systemu energetycznego. Zawierają one węzły cieplne oparte na ultraniskich temperaturach i zdalnie sterowane termostaty grzejnikowe do regulacji ogrzewania pomieszczeń. Ich zadaniem jest również wykorzystanie nadwyżki ciepła z systemu chłodniczego supermarketu, tworząc z niego magazyn ciepła lub chłodu.
Dzielnica zaopatrywana jest w energię dzięki pobliskiemu zakładowi przetwarzania odpadów oraz dzięki farmom wiatrowym, które zlokalizowane są na wybrzeżu.
Duńskie firmy są ponadto dobrze zorientowane w zakresie efektywności energetycznej w Polsce. Jedna z nich, zajmująca się produkcją materiałów budowlanych – Rockwool, podczas wizyty dziennikarzy w Nordhavn podkreślała, że w Polsce aż 12 proc. mieszkańców zmaga się z ubóstwem energetycznym. To 4,6 mln ludzi żyjących w 1,3 mln gospodarstwach domowych. Aż 75 proc. to domy wolnostojące, a pozostałe to budynki wielorodzinne. Duńczycy podkreślają, że aż 65 proc. budynków budowanych przed 1989 rokiem jest nieefektywnych energetycznie. Podają oni przykład z Wielkiej Brytanii, gdzie dzięki modernizacji budynku Wilmcote House w Portsmouth zredukowano koszty rachunków za energię nawet do 90 proc.
Najważniejsza praktyka przy duńskim projekcie przydatna z punktu widzenia Polski, to dbanie na każdym kroku o efektywność energetyczną – nie tylko pod względem zagospodarowania dostarczonej energii, ale również jej efektywnego wykorzystania i nie wytwarzania jej ponad potrzeby. Duńskie efektywne budownictwo kieruje się następującą myślą – parafrazując powiedzenie z sektora energetyki konwencjonalnej – „najdroższe ciepło i energia to ta źle zagospodarowana i zmarnowana”. W realiach rosnących cen energii oraz ciepła w Polsce to powiedzenie również powinno nabrać znaczenia, zwłaszcza że walka ze smogiem może wzmagać zjawisko ubóstwa energetycznego.
Royal Seaport
Szwedzkim przykładem projektu miasta przyszłości jest Stockholm Royal Seaport (Norra Djurgårdsstaden). Jest to jeden z największych projektów dotyczących rozwoju miast w północnej Europie z 12 000 nowych miejsc przestrzeni mieszkalnych i z 35 000 nowych miejsc pracy. Prace planistyczne rozpoczęły się na początku XXI wieku, a nowa dzielnica miasta powinna w pełni rozpocząć założone wcześniej funkcjonowanie około 2030 roku.
Obszar ten biegnie wzdłuż linii brzegowej Morza Bałtyckiego, tuż obok Królewskiego Parku Narodowego, 10 minut rowerem od centrum Sztokholmu. Miejsce przemysłowe wokół dawnej gazowni zostanie przekształcone w dzielnicę miejską, która współdziała z operacjami portowymi i istniejącymi obszarami mieszkalnymi.
Sam budynek dawnej gazowni zostanie przekształcony w siedzibę opery.
Podstawowym celem jest odejście od paliw kopalnych przed 2030 rokiem i wykorzystywanie lokalnej energii z OZE i z odpadów. Już przed 2020 rokiem redukcja emisji CO2 będzie mniejsza niż 1,5 tony na osobę. Obecnie emisja na jedną osobę wynosi 4,5 tony. Obliczona redukcja emisji gazów cieplarnianych dla obecnych wymagań sięga w przybliżeniu 30 000 ton CO2 rocznie, a więc 60 proc. mniej niż sam Sztokholm. W przypadku zastosowania bardziej rygorystycznych wymagań można osiągnąć dalszą redukcję o około 10 000 ton CO2 rocznie, a w efekcie o 80 proc. mniej niż w samym Sztokholmie.
Celem polityki energetycznej Szwecji jest osiągnięcie przez ten kraj do 2040 roku niezależności od paliw kopalnych. Ma to się udać dzięki fotowoltaice, energetyce wiatrowej, magazynom energii oraz wspieraniu budowy inteligentnych i pasywnych domów. Zielony skok Szwecji ma pochłonąć w latach 2018–2040 300 mln szwedzkich koron każdego roku. Jeszcze szybciej niż cała Szwecja wolne od spalania paliw kopalnych ma być nowe miasto, jakie powstaje w ramach rewitalizacji na terenie starego portu w Sztokholmie.
Pasywne budownictwo
Wszystkie nowe budynki muszą spełniać energetyczne wymagania domu pasywnego, a więc minimalizować zużycie energii w trakcie eksploatacji. Deweloperzy budujący budynki mieszkalne są zobowiązani do instalowania fotowoltaiki, aby pokryć 10–20 proc. zapotrzebowania budynku na energię elektryczną.
Firmy stawiające domy mieszkalne zadbały o to, aby ciepło pochodzące ze sztokholmskiej elektrociepłowni nie uciekało – balkony budynków są tak skonstruowane, aby wyizolować mieszkanie od zbędnej utraty ciepła. Każdy z nich jest wyposażony w instalację fotowoltaiczną znajdującą się na dachu. Produkują one 2 kW energii elektrycznej rocznie. Kolektory grzewcze, które również posiada taki budynek, mają moc 6 kW. – Musimy wdrażać takie działania, jeśli chcemy osiągnąć zrównoważoną gospodarkę. Tłumaczymy i edukujemy, dlaczego jest to tak potrzebne. Działa tu obecnie 4–5 deweloperów, którzy przede wszystkim kooperują i dyskutują, ustalając między sobą standardy efektywności budynków – powiedziała dziennikarzom Camilla Edvinsson oprowadzająca po terenie nowej dzielnicy.
Aby jednak zarządzać całym systemem energetycznym potrzebne są magazyny energii. Pytana o takie rozwiązania Edvinsson powiedziała, że obecnie takie urządzenia nie działają, natomiast są one planowane jako ostatni element smart city do 2030 roku. Aktualnie trwają prace koncepcyjne i badawcze.
– Nowe budynki mieszkalne budowane przez deweloperów są energooszczędne i zmniejszają emisję CO2. To przede wszystkim efekt pracy nad efektywnością energetyczną budynków. W naszej dzielnicy transport publiczny odgrywa ważną rolę. Ścieżki rowerowe są budowane w celu zaspokojenia lokalnych potrzeb i ułatwienia ludziom dojeżdżania do pracy – powiedziała przedstawicielka Royal Seaport oprowadzająca dziennikarzy po kompleksie.
Mobilność – jak najmniej pojazdów
Największym wyzwaniem jest zmiana paliwa w systemie transportowym: z dzisiejszego transportu opartego na paliwach kopalnych na transport oparty na energii odnawialnej. Jeśli chodzi o mobilność, należy wdrożyć środki mające na celu promowanie roweru będącego elementem transportu oraz transportu publicznego jako głównych możliwości przemieszczania się. Docelowo 70 proc. podróży powinno odbywać się z wykorzystaniem transportu publicznego. W zakresie mobilności i transportu Camilla Edvinsson powiedziała, że 20 proc. odwiedzających Sztokholm oraz mieszkańców, którzy parkują w tej dzielnicy, korzysta z infrastruktury do ładowania pojazdów elektrycznych. Ponadto każdy z budynków wyposażony jest w instalacje do ładowania znajdujące się na parkingu dla mieszkańców. Jest to jedno miejsce postojowe z możliwością ładowania na dwa mieszkania. Cała infrastruktura na terenie portu jest obecnie współfinansowana poprzez rządowe fundusze rzędu 50 proc. Całkowity koszt inwestycji wynosi 2 mld szwedzkich koron.
Pojazdów w tej dzielnicy jest stosunkowo niewiele. Dlaczego? Royal Seaport rozwija możliwości ładowania pojazdów elektrycznych, jednak zważywszy na korki w centrum szwedzkiej stolicy, władze promują przede wszystkim transport publiczny oparty o pojazdy elektryczne i te zasilane biopaliwem. Postawą transportu ma być szybki tramwaj miejski, ale i rowery. Część mieszkalną Royal Seaport dzieli od głównego dworca kolejowego 8 minut jazdy rowerem.
Energia ze słońca coraz bardziej popularna także na północy
Stolica Szwecji zdecydowała się na wybór produkcji energii dzięki fotowoltaice z różnych powodów, ale głównym jest wspieranie zeroemisyjnej produkcji. Jak przekonują pracownicy portu, ten sposób wytwarzania energii ma wielki potencjał, nawet w Szwecji, a celem jest stopniowe zwiększenie jej produkcji. Szwedzi dążą do osiągnięcia produkcji energii w porcie bez konieczności wykorzystania paliw kopalnych jeszcze przed 2025 rokiem.
System fotowoltaiki pokazany powyżej ulokowany jest na dachu 6-kondygnacyjnego budynku. Przedstawiciele firmy, którzy oprowadzali po instalacji, podkreślali, że projekt Magasin 6 jest jedną z największych w Szwecji instalacji ulokowanych na dachu. Pokrywa ona 15 proc. zapotrzebowania na energię w 6-kondygnacyjnym budynku. Energia wytwarzana na dachu nie jest sprzedawana na zewnątrz, ale zaspokaja zapotrzebowanie na energię tylko w tym obiekcie. W okresie od stycznia do października produkowano 210 000 KWh. Takie lata, jak to, które było w tym roku, sprzyjają rozwojowi tej technologii w Szwecji.
W porcie obecnie znajduje się 5 systemów solarnych. Opisywany powyżej był pierwszym z systemów, jaki powstał w 2013 roku. W 2014 roku utworzono kolejną instalację. Jest ona mniejsza o połowę od pierwszej, ale wciąż jest to jedna z największych takich instalacji w Szwecji. W 2015 roku powstała trzecia instalacja. W kolejnych latach stworzono dwie kolejne w odległości kilkunastu kilometrów od Sztokholmu. Pięć systemów solarnych wyposażonych jest łącznie w 2081 paneli na powierzchni 5391 m2. Maksymalna moc wyjściowa to 548 kW. Wytworzona energia elektryczna to 510 000 kW rocznie. Koszt pierwszej instalacji to 3 mln szwedzkich koron. Rząd wsparł budowę tego projektu kwotą 1 mln szwedzkich koron. Żywotność instalacji przewidziano na 30 lat.
Ponadto, poza wytwarzaniem energii ze źródeł odnawialnych, nowo powstająca sieć elektryczna ma zredukować roczne zużycie energii do maksymalnie 55 kWh na 1 m2.
Na terenie portu można spotkać także kominy elektrociepłowni. Jednak produkowana tam energia opalana jest biopaliwem. Dostarczająca do stolicy Szwecji ciepło i energię firma Fortum chce, by Sztokholm był wolny od paliw kopalnych przed 2020 rokiem. Większość mieszkańców stolicy ma dostęp do sieci ciepłowniczej, która w 2020 roku będzie w całości zasilana biopaliwem, a miasto ma dobrze funkcjonujący system transportu publicznego i system usuwania odpadów. Szwedzkie Fortum wytwarza ciepło i energię dzięki odpadom, odnawialnemu biopaliwu pochodzącemu z fotowoltaiki, lasów oraz wody morskiej.
Stopniowe odejście od paliw kopalnych pozwoliło na przełomie lat na systematyczne ograniczenie emisji CO2 i innych trujących związków. Jeszcze w 1990 roku sztokholmska elektrociepłownia produkując ciepło, emitowała 2,9 mln ton. W 2016 roku było to już tylko 0,9 mln ton.
Miasto bez składowiska odpadów
Szczególną uwagę przykuwa miejski system zarządzania odpadami. Rozwiązania w zakresie gospodarki odpadami dotyczą zarówno systemu funkcjonującego w budynkach, jak i w ulicznych koszach na śmieci. Obejmują one pneumatyczny system zbierania odpadów, urządzenie do usuwania odpadów organicznych, lokalne centrum ponownego wykorzystania odpadów oraz system separacji źródeł odpadów budowlanych. Nowe miasto wyposażone jest w podziemny system zagospodarowania odpadami, zbierania i przesyłania ich do centrum selektywnej zbiórki odpadów. Organiczne odpady służą do produkcji biogazu, a ten ma być w niedalekiej przyszłości podstawą publicznego transportu. Dzięki funkcjonującemu już systemowi odzyskano 40 proc. odpadów, które udało się ponownie wykorzystać. Celem jest jak najefektywniejsza selekcja odpadów, ich transport i jak najefektowniejsze wykorzystanie ich przy wytwarzaniu ciepła oraz jako produkt służący do produkcji biogazu wykorzystywanego w transporcie.
Czas na ekometropolie w Polsce
W miastach przyszłości, mimo że są już zasiedlane przez pierwszych mieszkańców oraz pierwsze firmy, cena budynków jest wysoka, nawet jak na skandynawskie warunki. Instalacje wytwarzające energię są dotowane z budżetu państwa, tak jak fotowoltaika w szwedzkim porcie, średnio na poziomie 30 proc. wartości projektu. Miasta jednak nie bez powodu nazywają się laboratoriami. To tam testowane są rozwiązania, które mają służyć mieszkańcom w kolejnych dekadach. To także szansa dla firm takich jak duńskie State of Green – skupione w organizacji branżowej promującej rodzime przedsiębiorstwa.
Duńskie i szwedzkie doświadczenia będą promowane przez te kraje podczas najbliższego Szczytu Klimatycznego w Katowicach, który odbędzie się w grudniu tego roku. Oczywiście wizje takich miast mogą okazać się dla nas odlegle. To jednak złudne myślenie. Konieczność wprowadzenia nowych norm efektowności energetycznej i ograniczenia zużycia energii generowanej poprzez paliwa kopalne to efekt przyjętych zmian w dyrektywie 2010/31/UE w sprawie charakterystyki energetycznej budynków i dyrektywie 2012/27/UE w sprawie efektywności energetycznej. 19 czerwca 2018 r. w Dzienniku Urzędowym Unii Europejskiej opublikowano obydwie dyrektywy, które już obowiązują. Zgodnie z przyjętymi zmianami nowe i modernizowane budynki mają być niemal zeroenergetyczne, tak aby w jak najmniejszym stopniu oddziaływać na środowisko. Dużą rolę w zwiększaniu efektywności energetycznej mają odgrywać systemy techniczne oraz automatyka budynkowa.
W swoich długoterminowych strategiach renowacji każde państwo członkowskie ma ustalać plan działania zawierający kroki i określone na poziomie krajowym wymierne wskaźniki postępów służące osiągnięciu długoterminowego celu na 2050 rok. Cel ten zakłada zredukowanie emisji gazów cieplarnianych w Unii o 80–95 proc. w porównaniu z 1990 rokiem tak, aby zapewnić wysoką efektywność energetyczną i dekarbonizację krajowych zasobów budowlanych oraz umożliwić opłacalne przekształcenia istniejących budynków w budynki o niemal zerowym zużyciu energii. Plan działania zawiera orientacyjne cele pośrednie na lata 2030, 2040 i 2050 oraz określa, jak przyczyniają się one do osiągnięcia celów Unii w zakresie efektywności energetycznej zgodnie z dyrektywą.
Może wydawać się, że miasta przyszłości to eksperyment Danii i Szwecji dotowany z publicznych pieniędzy. Biorąc jednak pod uwagę przyjęte w maju tego roku zmiany w dyrektywach unijnych w sprawie charakterystyki energetycznej budynków i w sprawie efektywności energetycznej, może się okazać, że skandynawskie projekty są próbą odpowiedzi na największe wyzwania, z jakimi wszyscy w Unii Europejskiej (UE) będziemy się mierzyć w latach 20. XXI w., a więc zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych w sektorach komunalno-bytowym i w transporcie. W sektorze energetyki konwencjonalnej ramy dotyczące odejścia od węgla, dzięki przyjętym lub wciąż negocjowanym zapisom Pakietu Zimowego (zbiór regulacji UE regulujących rynek energii), wydają się określone. Wprowadzane zmiany oraz ścieżki dojścia takie jak strategie energetyczne lub zintegrowane krajowe plany w zakresie energii i klimatu są próbą odpowiedzi na te wyzwania. Polska odpowiedź będzie składała się z rosnącej roli gazu oraz energetyki odnawialnej – głównie morskich farm wiatrowych, kosztem węgla kamiennego i brunatnego.
Nie znamy jednak polskiej odpowiedzi na wyzwania dotyczące zmniejszenia emisji w sektorach non-ETS, a więc tych nie objętych systemem handlu emisjami, jak transport (choć tu odpowiedzią ma być ustawa o elektromobilności i rosnąca liczba autobusów elektrycznych lub z innym napędem niskoemisyjnym kupowanych przez polskie miasta) i mieszkalnictwo.
Rządowy program termomodernizacji Czyste Powietrze wart 103 mld zł miał być odpowiedzią na problem zanieczyszczenia powietrza w polskich miastach. Może się jednak okazać, że jest to przede wszystkim szansa na realizację wymogów dotyczących efektywności energetycznej budynków. Tu otwiera się droga dla firm, które są skupione w organizacji State of Green i zajmują się efektywnością energetyczną, docieplaniem, systemem zarządzania ciepła, stolarką czy wreszcie instalacją odnawialnych źródeł energii, takich jak kolektory słoneczne i instalacje fotowoltaiczne.
Rozwiązania z miast przyszłości w Danii i Szwecji mogą być wdrażane także w Polsce dzięki rządowemu programowi. To jednak Skandynawowie zarobią, a nie Polacy. Wniosek? Polska powinna uruchomić podobny projekt jak w Skandynawii tak, aby rozwiązania krajowych producentów w zakresie efektywności energetycznej budynków, których w tym sektorze nad Wisłą nie brakuje, mogły być udoskonalane dzięki wsparciu rządowemu i wdrażane w kraju. Potencjał rozwoju na terenach dawnych portów czy stoczni jest ogromny, podobnie jak w Danii i w Szwecji. Bazą do takich rozwiązań mógłby być Szczeciński Park Przemysłowy, w którym już teraz rozwijany jest przemysł morskich farm wiatrowych.
COP24 to doskonała okazja dla polskiego rządu, aby przyjrzeć się rozwiązaniom skandynawskim. Polska energetyka, chociaż przychodzi jej to z trudem, jest świadoma konieczności zmian. A te powoli następują. Efektywność energetyczna budynków wzrasta jednak najwolniej. Przemiany muszą przyspieszyć ze względu na dyrektywy unijne. Szwedzkie i duńskie doświadczenia mogą pomóc.
