Energooszczędne japońskie budownictwo

12Zwiększenie efektywności energetycznej w przemyśle i obiektach budowlanych otwierają szerokie możliwości dla inwestorów nie tylko krajowych, ale i zagranicznych chcących angażować się w rozwój czystych technologii węglowych, czy odnawialnych źródeł energii. Japończycy mogą się pochwalić nowatorskimi i niekiedy spektakularnymi rozwiązaniami projektowymi w zakresie realizacji projektów budowy domów niskoemisyjnych.

Od niskoemisyjnego domu…

Fuzja w 2010 r. z firmą z branży metalowej stworzyła jednego z potentatów na rynku produktów w zakresie przetwarzania miedzi oraz dostaw paliw. Obecnie firma ta przystąpiła do rozwoju nowego obszaru działalności. Promując zastosowanie najbardziej efektywnych rozwiązań ekologicznych podjęła produkcję paneli fotowoltaicznych i ogniw wodorowych oraz zaoferowała urządzenia do zarządzania energią w budynkach mieszkalnych.

Firma ta jest jedną z trzech na rynku japońskim produkującą urządzenia OZE i gromadzące energię. Po marcowym katakliźmie i ogromnej destabilizacji krajowego systemu energetycznego, przyświecające firmie hasło promocyjne, że każdy dom powinien być źródłem własnej energii, stało się jeszcze bardziej aktualne. Firma przewiduje, że w kolejnych latach nastąpi bardzo znaczący wzrost sprzedaży urządzeń OZE w stosunku do poziomu z 2011 r.

W celu przeprowadzenia eksperymentu wybudowano przykładowy dom pasywny. Obiekt prezentuje zastosowanie aktualnie dostępnych, nowoczesnych rozwiązań w zakresie pozyskiwania, rozprowadzania i gromadzenia energii wykorzystujących system optymalnego nią zarządzania, począwszy od wykorzystania paneli fotowoltaicznych, ogniwa wodorowego, spalania zrębków drzewnych, poprzez rozwiązania sprzyjające optymalnemu rozprowadzeniu ciepła bądź chłodu po obiekcie z zastosowaniem ogrzewania podłogowego, nawiewu podłogowego, czy gromadzące nadwyżki wyprodukowanej energii i oddające ją do sieci. Dzięki zastosowaniu w budynku okien z kilkuwarstwową izolacją wraz z roletami absorbującymi ciepło, a także dzięki otwartym powierzchniom pomieszczeń wraz z maksymalnym wykorzystaniem światła naturalnego, uzyskano możliwie najbardziej energooszczędny wynik. W celu zwiększenia oszczędności wykorzystano ażurowe ściany oraz miejscami niepełne rozdzielenie pomieszczeń, zostawiając wolną przestrzeń do migracji mas powietrza.

Jednocześnie na terenie działki, na której powierzchnia domu po obrysie wynosi 106 m2, zaaranżowano miejsce na ładowanie samochodu elektrycznego lub hybrydowego oraz 20 m2na zewnętrzne urządzenia systemowe niezbędne dla obsługi przedmiotowej inwestycji. Pomieszczenie wewnątrz domu zajmujące powierzchnię 10 m2 przeznaczone jest na zainstalowanie urządzeń technicznych służących obsłudze wyposażenia energooszczędnego. Pomalowano także asfalt przed wejściem do budynku, tworząc go mniej podatnym na absorpcję słońca i ciepła.

Pierwsza faza projektu badawczego zakłada eksperymentalne wykorzystanie zaproponowanych rozwiązań. Budynek mieszkalny udostępniany jest pracownikom firmy i ich rodzinom na dwutygodniowe pobyty testowe, których wynikiem ma być pozyskanie od różnych grup użytkowników informacji eksploatacyjnych wykorzystanych w dalszych analizach i optymalizacji pracy systemów w budynku.

Wszystkie powyższe fotografie wykonane przez autora niniejszego artykułu obrazują przedmiotową inwestycję

… do niskoemisyjnej dzielnicy

Z kolei inna firma wykreowała projekt pod nazwą Fujisawa Sustainable Smart Town (Fujisawa SST), którego szczegółowe prace koncepcyjne rozpoczęto w 2011 r., a planowany początek realizacji przewidywany jest na rok 2014. Jako inicjator i właściciel, zarówno terenu pod przedsięwzięcie, jak i samego projektu Fujisawa SST, firma przyjęła założenia, że grupa osób zamieszkująca przedmiotowy obszar w liczbie 4 tys. gospodarstw domowych w zabudowie jednorodzinnej zaoszczędzi do 30% zużycia wody oraz zmniejszy całkowitą emisję o 80% w stosunku do sposobu gospodarowania energią i wodą przez mieszkańców o standardowym sposobie użytkowania.

Pomimo tego, że liczba zastosowanych niskoemisyjnych rozwiązań będzie mogła zostać przyjęta dopiero po wykonaniu szczegółowych analiz, już teraz założenia projektu pozwalają oceniać to przedsięwzięcie jako bardzo zaawansowane technologicznie. Nasuwają się jednakże wątpliwości, czy projekt nie jest zbyt optymistyczny i czy istnieją realne możliwości wykorzystania w pełni w dzisiejszych uwarunkowaniach ekonomicznych zaproponowanych rozwiązań technicznych na tak dużą skalę.

Wstępne szacunki wybudowania wspomnianego obiektu z zastosowaniem kompleksowego zestawu energooszczędnych urządzeń opiewają na kwotę ok. 500 tys. €. Wzrost kosztów budowy tak kompleksowo wyposażonego obiektu w porównaniu z tradycyjnym budynkiem wynosi ponad 50 %, co oznacza, że w przypadku zbyt wysokich kosztów inwestor prywatny może zdecydować się na rozwiązanie nie do końca spełniające oczekiwania twórców projektu i nie przynoszące możliwego do osiągnięcia poziomu efektywności energetycznej obiektu.

Zaangażowanie samorządu w tym przedsięwzięciu sprowadzałoby się do roli promotora, którego zadaniem jest edukacja ekologiczna potencjalnych odbiorców oraz upowszechnianie zastosowanych rozwiązań, które developer wdraża na własnym terenie.

Teoria - teorią, a praktyka?

Powyższe rozwiązania charakteryzują się raczej ideologicznym podejściem do promocji tematyki racjonalnego gospodarowania energią w obiekcie, niż faktycznym wykorzystaniem całego pakietu zaproponowanych rozwiązań.

Projekt opisany poniżej jest również projektem pilotażowym, natomiast jego główną zaletą jest funkcjonalność, a nie jedynie pełna automatyzacja wszystkich funkcji. Jest zatem tańszy w zakupie, a wzrost kosztów w porównaniu z obiektem tradycyjnym kształtuje się na poziomie 30%. Założeniem projektu realizowanym w mieście Toyota jest wykorzystywanie pozyskanej dzięki niemu wiedzy technicznej i umiejętności w przyszłej działalności biznesowej opierającej się na promocji nowego stylu życia.

Projektem objęto 67 jednorodzinnych budynków mieszkalnych w strukturze osiedlowej, z czego kilkanaście jest już zamieszkałych. Zatem nie jest to inwestycja jedynie pokazowa, ale również autentycznie funkcjonująca, co świadczy o wzrastającym poziomie świadomości ekologicznej Japończyków. Przedsięwzięcie obejmuje 3 letni okres analizy danych na podstawie konsumpcji energii w latach 2011 – 2014. Teren, na którym zlokalizowano osiedle mieszkaniowe jest gruntem prywatnym, a właściciel jest partnerem przedmiotowego projektu.

Mieszkańcy zakupili jedynie grunt oraz budynek, natomiast wyposażenie techniczne Mieszkańcy zakupili jedynie grunt oraz budynek, natomiast wyposażenie techniczne jest własnością firm bedących partnerami projektu. Wszystkie budynki wyposażone są w kolektory słoneczne na dachach oraz w ogniwa paliwowe. Nadwyżka energii gromadzona jest w akumulatorach ciepła w postaci gorącej wody, również w bateriach oraz w samochodach elektrycznych, których stosowanie także objęte jest projektem.

Zastosowane w poszczególnych budynkach urządzenia techniczne, użytkowane i instalowane bezkosztowo dla mieszkańców i nie będące ich własnością, przewidywane są do demontażu po zakończeniu okresu analiz pilotażowych. Argumentowane jest to tym, że obecny okres stanowi jedynie czas testowania i z uwagi na niemożność zagwarantowania na tym etapie najwyższej jakości tych produktów, nie są to urządzenia przeznaczone do trwałego użytkowania. Demontowana będzie, dedykowana każdej posesji mieszkalnej, stacja ładowania samochodu elektrycznego oraz baterie magazynujące energię. Pozostaną, po zakupie przez mieszkańców, kolektory słoneczne oraz akumulator ciepła.

Obecne regulacje prawne w Japonii nie przewidują możliwości sprzedaży nadwyżek energii do sieci. Niniejsze przedsięwzięcie, będące testem rozwiązań wprowadzenia typu smart grid i smart community, może przyczynić się do składania przez samorząd postulatów dotyczących zmiany legislacji oraz zaproponowania zapisów umożliwiających realizację takich rozwiązań, gdyż destabilizacja energetyki japońskiej jaka nastąpiła po awarii elektrowni w Fukushimie powoduje konieczność podejmowania czynnych działań w kierunku poszanowania energii.

Aktywny samorząd miasta Toyota

Kolejnym słabym ogniwem funkcjonowania miasta jest transport, dlatego miasto Toyota podejmuje w tym zakresie czynności usprawniające. Jego ciągła niedoskonałość objawia się w nadmiernym stosowaniu transportu indywidualnego. Zdecydowano się więc na działania ukierunkowane na wsparcie użytkowników indywidualnych, stosując preferencje w zakresie dopłat, czy umożliwianie ładowania prywatnych samochodów elektrycznych w punktach ładowania zlokalizowanych na terenie Urzędu Miasta Toyota. Należy wspomnieć, że w skład floty służbowych samochodów miejskich wchodzi 20 sztuk samochodów elektrycznych. Zadaniem miasta jest zatem z jednej strony promocja oraz udoskonalenie transportu publicznego, a z drugiej budowa infrastruktury ładowania samochodów i udostępniania jej użytkownikom prywatnym.

Koszt całości przedsięwzięcia wszystkich partnerów biznesowych opiewa na kwotę 220 mln € do poniesienia w ciągu 5 lat (w tym zawarte są również koszty testowanych urządzeń). Rząd japoński pokrył 60% kosztów projektu, m.in. finansując budowę stacji ładowania samochodów, natomiast samorząd lokalny, biorący również czynny udział jako partner biznesowy, finansowo odpowiada za dopłaty do samochodów elektrycznych oraz udostępnianie gruntu pod stacje ładowania. Założeniem przedsięwzięcia jest także to, że koszty inwestycyjne poniesione w ramach projektu nie są przewidywane do zwrotu w danej perspektywie czasu, lecz służą sprawdzeniu kompleksowego funkcjonowania systemu.


Powyższe fotografie wykonane przez autora niniejszgo artykułu obrazują przedmiotową inwestycję oraz stację ładowania samochodów elektrycznych zlokalizowaną na terenie Urzędu Miasta Toyota

Postęp nowoczesnych technologii w zakresie pozyskiwania i optymalizacji wykorzystywania energii pozwala wnioskować, że obecne eksperymenty będą stanowiły podstawę dalszego wykorzystywania opisywanych systemów oraz, że rozwiązania te będą rozpowszechniane na szerszą skalę, wpływając na kształtowanie społecznej świadomości w przeciwdziałaniu zmianom klimatycznym. Z pewnością są to przykłady tzw. dobrych praktyk dla samorządów krajów europejskich, niemniej jednak należy mieć na względzie uwarunkowania prawne umożliwiające realizację takich inwestycji. Niewątpliwie, istotna jest przede wszystkim wola podejmowania wysiłku związanego z urzeczywistnianiem niskoemisyjnych inwestycji na szerszą skalę, nie tylko poprzez promocję ich w gronie potencjalnych inwestorów prywatnych, ale również w zakresie będącym kompetencją gminy, zarówno wśród nowych, jak i modernizowanych przedsięwzięć. Próba znalezienia rozwiązania dla podobnych przykładów, jak przytoczone w artykule, w obowiązujących warunkach prawnych w naszym kraju jest wyzwaniem, które warto poddać dalszym analizom.

 

Katarzyna Kacpura
Biuro Infrastruktury
Urzędu Miasta Stołecznego Warszawy