Daugiabutis, visą energiją gaunantis „iš dangaus“: fantazija ar realybė

Pingant saulės elektrinių įrangai ir vis plačiau taikant paramos mechanizmus tokiai įrangai įsigyti, mokslininkai ir praktikai randa vis naujesnių ir efektyvesnių saulės energetikos panaudojimo būdų. Vilniuje įsikūręs Progresyvinių technologijų taikomųjų tyrimų institutas kartu su partneriais iš Anglijos, Voketijos, Ispanijos, Olandijos, Graikijos ir Lenkijos dalyvauja tarptautiniame Horizon 2020 programos projekte „ EU Heroes“. Projekto tikslas – rasti naujų efektyvesnių atsinaujinančios energijos panaidojimo formų, įtraukti į šią paiešką visuomenę, atkreipti dėmesį į kolektyvinę energijos gamybos ir panaudojimo formą – energetines bendrijas.

Lietuvos tyrėjai dėmesį nukreipė į daugiabučių namų renovavimo patobulinimą. Juo labiau, kad šalyje yra apie 17 000 sovietmečiu pastatytų daugiabučių namų, kurie nėra prijungti prie centrinio šildymo sistemos, o kaip jie šildosi – žino tik jie patys.

Iki šiol Lietuvoje buvo naudojamas tik vienas terminas – renovacija, ir visi suprato: reikia namą apgaubti „kailiniais“, ir tuomet jis bus šiltesnis, o suvartojamos šilumos kiekis mažesnis. Bet energijos vis tiek reikės nemažai. Tačiau projekto tyrimo metu nustatyta, kad labai verta atkreipti dėmesį į pastato enegetinės sistemos modernizavimą. Tai yra, jei būtų panaudota saulės elektra kartu šilumos siurbliais, kurie sugeba šilumą paimti iš žemės arba iš oro, tai būtų galima pasiekti, kad visą namui reikalingą energiją: elektrą, šildymą ir karštą vandenį galima gauti „ iš dangaus“, t.y beveik nemokamai. Išlaidos būtų tik tokios modernios sitemos įrengimui, t.y. kredito padengimui, ir labai nedidelės – sistemos darbingumui palaikyti.

Lietuvoje nuo 2019 metų sudarytos labai palankios sąlygos saulės elektrą panaudoti šilumos gamybai. Pirma, galima daug saulės elektros pasigaminti vasarą, atitduoti ją „pasaugoti“ į elektros tinkus, o žiemą ją atsiimti ir panaudoti šilumos gamybai. Iki 2019 metų tokią sistemą buvo galima taikyti tik iki 10 kW galios saulės elektrinėms. Tačiau daugiabučiam namui reikia apie 100 kW saulės elektrinės. Nuo 2019 m. atsirado galimybė tą saulės elektros „pasaugojimo“ sistemą taikyti iki 500 kW galios elektrinių. Tiek pakanka bet kuriam daugiabučiui. Kita problema yra ta, kad daugiabučio namo stogo ploto nepakanka galingos elektrinės įrengimui, o saulės moduliai, pritvirtinti prie namo sienų, dirba neefektyviai ir didina saulės elektros kainą. Nuo 2019 metų įgyvendinta dar viena lengvata : saulės elektrinė gali būti įrengta bet kur Lietuvoje, tai yra kur žemė pigi ar randamas nenaudojamas stogas, o čia pagaminta elektra gai būti naudojama daugiabutyje, pastatytame nutolusiame miestelyje. Ir dar vienas ženklus patogumas – daugiabučio bendrija gali elektrinės nestatyti, o nusipirkti didelės saulės elektrinės dalį ir naudoti jos elektrą savoms reikmėms nutolusiame name

Šlumos siurblių teikiamą naudą galima apibūdinti dviem svarbiais kriterijais. Pirmas – naudingumo koeficientas, t. y. būtinas elektros energijos kiekis tam tikram šilumos kiekiui išgauti. Antras – siurblio kaina.

Populiariausi iki šiol tebėra geoterminiai šilumos siurbliai, kurių veikimas, užtikrinantis aplinkos energijos panaudojimą, galimas iš keliaių skirtingų šilumos šaltinių – paviršinio dirvos sluoksnio, įrengiant horizontalų lauko kolektorių; giluminiais zondais panaudojant žemės gelmių šilumą; vandens telkinio šilumos energija, įrengiant horizontalų kolektorių vandens telkinio dugne; panaudojant grunto šilumą iš gręžinių. Tradiciškai šilumios siurbliai užtikrina pastatų šildymą bei karšto vandens ruošimą.

Pastaraisiais metais gyventojai savo būstui šildyti vis dažniau pasirenka labai patogius montavimui šilumos siurblius oras–vanduo (aeroterminis šildymas). Taip yra dėl sumažėjusios jų kainos ir padidėjusio šilumos perdirbimo koeficiento. Tokie siurbiai lauko oro šilumos energiją perduoda patalpų šildymui ir karšto vandens ruošimui per vandens šilumokaitį.

Ką reiškia paimti šilumą iš oro? Tokie šilumos siurbliai turi stebuklingą savybę. Tarkime, jei oro temperatūra siekia 6 laipsnius, jie iš oro, garinant specialų skystį, kurio virimo temperatūra yra -36 laipsniai, paima“ 3 ar 4 laipsnius, pagamina šilumą, o atšalusį orą grąžina į aplinką. Įdomu tai, kad net esant -15 laipsnių temperatūrai siurblys tą pačią funkciją vis dar atlieka, tik ne taip efektyviai. Patikimų šilumos siurblių srityje plačiausią žingsnį yra žengę skandinavai. Labiausiai galintys tuo pasigirti suomiai ir švedai gamina šilumos siurblius, kurie net Suomijojos klimato sąlygomis iš vienos elektros energijos kilovatvalandės (kWh) vidutiniškai per metus pagamina net 3 kWh šilumos. Tuo tarpu, pavyzdžiui, elektrinis šildytuvas, sunaudojęs 1 kWh elektros, pagamina tik mažiau kaip 1 kWh šilumos.

EU Heroes tyrimui buvo pasirinktas tipinis 20 butų daugiabutis Varniuose. Pasirinktas todėl, kad BETA duomenų bazėje jis buvo vienintelis, neprijungtas prie centrinio šildymo, bet gyventojų pritarimu investiciniame projekte numatęs renovacijos metu įrengti šilumos siurblį.

Modeliuojant platesnusnius atsinaujinačios energijos panaudojimo pastate variantus buvo nustatyta, kad jei renovuojant pastatą būtų panaudotas tik įprastinis sienų apšiltinimas, langų paketitimas ir kitos tradicinės priemonės, tai buto mėnesio išlaidos šildymui po renevacijos nepakistų, kadangi visą išlaidų ekonomiją tenka panaudoti kredito, skirto renovavimo išlaidoms, padengimui. Aišku, naudos gaunama, kadangi namo išvaizda ir komfortas patalpose pasikečia įspūdingai.

Tačiau jei namo energetikos modernizavimui panaudojama saulės elektrinė ir šilumos siubliai, tai nors investitijos ir pastebimai padidėja, bet galutinis rezultatas, įskaitant ir kredito dengimą – 20% mažesnės buto išlaidos šildymui ir karštam vandeniui. Ekonomija būtų dar didesnė, jei būtų lesita renovavimui skirtas lėšas panaudoti ir saulės elektrinei, kurios elektra būtų nadojama gyvetojų buitinėms reikmėms.

Ekonominė nauda galėtų būti dar didesnė, jaei keli namai įsteigtų energetinę bendriją, kurioms 2020 metais buvo sudarytos teisinės sąlygos ir kuri galėtų įrengti didesnę saulės elektrinę ir panaudotų galingesnuis šilumos siurblius.Taip būtų todėl, kad santykinė didelių įrenginių kaina 1 kW instaliuotia galiai visada yra mažesnė, negu mažos elektrinės.

2020 m. šalies Klinmato kaitos programoje daugaibučių, neprijungtų prie centrinio šildymo, energetikos modernizavimui yra numatyta didesnė parama, negu įprastiniam renovavimui, tai yra 50 % vietoje 30%, ir šiai priemonei skirta 2 mln.Eur.

Jei pirmųjų taip inovatyviai renovuotų daugiabučių rezultatai patvirtis EU Heroes projekto tyrėjų rezultatus, šalyje galima būtų pradėti plačią „ nulinės emisijos“ pastatų įrengimo programą.