Dekarbonizacja? – technologia to must have!

Technologia niezbędna w drodze do dekarbonizacji budynków

Dekarbonizacja budynków to dziś jeden z ważniejszych tematów pojawiających się w organizacjach związanych z rynkiem nieruchomości. Firmy zajmujące się inwestowaniem, projektowaniem i wykonawstwem czy zarządzaniem już istniejącymi obiektami zastanawiają się nad wieloma kwestiami. Na przykład na tym, jak wypełnić nadchodzące wymagania związane ze zrównoważonym rozwojem, wyznaczyć cele ESG i osiągnąć neutralność klimatyczną do 2050  roku, a także sprostać oczekiwaniom najemców w tym zakresie. Skuteczne zaplanowanie i wdrożenie strategii dekarbonizacji dla danego budynku lub całego portfela nieruchomości jest dziś konieczne – aby spełnić wymogi formalne, zachować konkurencyjną pozycję na rynku oraz optymalizować koszty utrzymania i zużycia energii w obiektach.

Na czym polega dekarbonizacja budynku

Analizując w całym cyklu życia budynku jego wpływ na środowisko w zakresie emisji gazów cieplarnianych, czyli potocznie używanego sformułowania „śladu węglowego”, możemy rozróżnić tzw. ślad węglowy wbudowany oraz operacyjny.

Na ślad węglowy wbudowany składają się emisje gazów cieplarnianych (wynikających z produkcji) oraz transportu materiałów budowlanych i instalacyjnych (użytych do budowy budynku oraz przebudowy lub renowacji w dalszych latach użytkowania), a także emisje gazów cieplarnianych wynikające z samego procesu budowy czy finalnie zmiany sposobu użytkowania i rozbiórki obiektu.

Ślad węglowy operacyjny jest natomiast wynikiem funkcjonowania obiektu i jego zapotrzebowania energetycznego na potrzeby głównie związane z ogrzewaniem, wentylacją i klimatyzacją. Zakładając funkcjonowanie obiektu w ciągu 50 lat – tak jak przyjmuje się to w analizie wpływu budynku na środowisko w całym cyklu życia LCA (Life Cycle Assessment) – wówczas ślad węglowy operacyjny stanowi dziś główny udział w całościowej kalkulacji. Wynika to w głównej mierze z tego, jak wygląda obecny mix energetyczny w Polsce, oparty w większości o paliwa kopalne. Dlatego też jego redukcja, czyli w praktyce zmniejszenie zapotrzebowania na energię, ma kluczowy wpływ na redukcję ślad węglowego obiektu, czyli jego dekarbonizację i osiągnięcie neutralności klimatycznej.

Technologie budynkowe wspierające dekarbonizację

Aby obiekt mógł poprawnie funkcjonować, konieczne jest zużycie energii do zapewnienia w nim ogrzewania, wentylacji oraz chłodzenia (HVAC), a także  oświetlenia i zasilania pozostałych systemów budynkowych. Na zapotrzebowanie na energię do ogrzewania czy chłodzenia w znacznym stopniu wpływają zastosowane rozwiązania architektoniczne. Dla przykładu: Aby zminimalizować straty energii w obiekcie w pierwszej kolejności przy jego projektowaniu lub przebudowie należy uwzględnić właściwości przegród budowlanych czy rozwiązania zapobiegające nagrzewaniu się. Jednak obecnie w istniejących budynkach straty energii wynikają w głównej mierze z nieefektywnego sterowania systemami ogrzewania i wentylacji, przestarzałych systemów BMS lub ich braku, usterek technicznych oraz z ogrzewania czy chłodzenia pomieszczeń, które nie są użytkowane.

Odpowiedzią na tego typu komplikacje są nowoczesne rozwiązania technologiczne. Wykorzystują one systemach automatyki budynkowej zaawansowane algorytmy sterowania połączone z czujnikami w budynku, IoT, dostosowują funkcjonowanie instalacji do realnych potrzeb. Dzięki temu pomagają zoptymalizować zużycie energii.

Planując dekarbonizację budynku,  warto rozważyć wdrożenie technologii, które pomogą nam usprawnić sterowanie budynkiem, zautomatyzować zbieranie danych oraz obniżyć zużycie energii takie jak:

• BMS (Building Management System) – to zaawansowane systemy zarządzania budynkiem, integrujące instalacje i urządzenia obiektowe i automatyzujące ich funkcjonowanie. Z punktu widzenia możliwości optymalizacji energii ważne, aby system BMS umożliwiał monitoring, jak również zaawansowane sterowanie pracą instalacji w zakresie ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji, oświetlenia, w dostosowaniu do aktualnego zapotrzebowania poprzez integrację danych z czujników w budynku, zewnętrznych oraz  innych systemów i dynamicznie reagował poprzez ustawienie jak optymalnych parametrów działania instalacji;
• Systemy opomiarowania zużycia energii (często będące elementem systemu BMS) – stanowią kluczowe wyposażenie budynku, umożliwiające precyzyjne monitorowanie zużycia w czasie rzeczywistym. Brak opomiarowania w istniejących obiektach, umożliwiającego zdalny i bieżący odczyt danych oraz monitorowanie zużycia energii w podziale na poszczególne lokale najemców czy systemy budynkowe to aktualnie jedno z głównych wyzwań property managerów, które wskazywali na warsztatach organizowanych przez Digital Real Estate. W obliczu konieczności zbierania i analizy danych dotyczących zużycia energii potrzebnych do raportowania ESG wdrożenie technologii inteligentnych systemów opomiarowania (smart metering), umożliwi nie tylko automatyzację zbierania danych, lecz także ich analizę w celu identyfikacji obszarów, gdzie można wprowadzić optymalizację i oszczędności, stanowiąc podstawę do mierzenia postępu w realizacji wyznaczonych celów dekarbonizacji;
• Czujniki budynkowe, Internet Rzeczy (IoT) – umożliwią efektywne i automatyczne zbieranie danych w czasie rzeczywistym (np. o liczbie osób przebywających w budynku czy danym pomieszczeniu) – służące zarówno przekazywaniu informacji do systemu zarządzania energią na temat rzeczywistych potrzeb z ogrzewaniem czy klimatyzacją, jak i danych analitycznych, których analiza przez algorytmy sztucznej inteligencji umożliwia dokonanie predykcji i optymalnego dostosowania pracy systemów HVAC względem funkcjonowania budynku;
• Rozwiązania oparte o sztuczną inteligencję — takie jak np. wspomniane wyżej systemy zarządzania energią czy systemy analizujące dane zbierane z budynku dotyczące jego funkcjonowania. Algorytmy sztucznej inteligencji mogą analizować ogromne ilości danych z różnych systemów w budynku, przewidywać zapotrzebowanie na energię i optymalizować pracę urządzeń w czasie rzeczywistym, dokonując wielu drobnych korekt w zakresie funkcjonowania, przekładających się sumarycznie na znaczne korzyści. AI może także uczyć się funkcjonowania budynku na podstawie zebranych danych, co pozwala na ciągłe doskonalenie systemu zarządzania energią i minimalizację jej zużycia;
• Technologie systemów oświetleniowych LED – sama zmiana samego oświetlenia na LED-owe jest już znacznym krokiem w kierunku redukcji zużycia energii, a dodatkowe korzyści może przynieść integracja tego systemu oświetleniowego z czujnikami ruchu oraz czujnikami mierzącymi natężenie światła, co pozwala na automatyczną redukcję natężenia oświetlenia do wymaganego zakresu. Szczególne korzyści z wdrożenia takiego systemu mogą być widoczne w obiektach wielkopowierzchniowych, jak np. magazyny;
• Mówiąc o dekarbonizacji i technologiach budynkowych ją wspomagających nie sposób nie wspomnieć o systemach energii odnawialnej oraz technologiach jej magazynowania, które są podstawą stabilności systemu instalacji OZE i maksymalizują korzyści z niej wynikające. Planując wdrożenie inteligentnych systemów zarządzania energią, warto zatem od początku zadbać, aby były one zintegrowane z instalacją OZE oraz magazynem energii, tak by jak najefektywniej zarządzać w czasie zużyciem energii z OZE, magazynu oraz zakupem i rozliczeniem oddawania nadwyżek energii do sieci w systemie net-billing. Wówczas możemy osiągnąć najlepsze rezultaty finansowe.
• Ładowarki EV – to technologia, która nie wiąże się w ścisły sposób ze śladem węglowym samego budynku. Jednak dziś jest kluczowa, aby obiekt był dostosowany do nadchodzących wymogów związanych ze zrównoważonym rozwojem oraz potrzeb rynku. Integracja ładowarek samochodowych ze wspomnianymi wyżej systemami zarządzania energią  pozwala na optymalizację ładowania pojazdów na podstawie dostępności energii z odnawialnych źródeł i koszty energii w określonych porach dnia.

Odpowiedź na potrzeby

Obecnie technologie budynkowe, oparte na nowoczesnych systemach automatyki budynkowej, IoT czy rozwiązaniach wykorzystujących algorytmy sztucznej inteligencji potrafią dostosować funkcjonowanie instalacji budynkowych do realnych potrzeb i zoptymalizować zużycie energii do niezbędnego minimum. Dodatkową korzyścią, oprócz oczywistych oszczędności finansowych i pozytywnego wpływu na środowisko, jest lepszy komfort użytkowników, poprzez wyeliminowania zbyt nagrzanych lub wychłodzonych pomieszczeń. Warto zatem przeanalizować dostępne obecnie technologie i ich wdrożenie na obiekcie nie tylko pod kątem planowanego zwrotu z inwestycji, osiągnięcia celów ESG, lecz także zadbania o jakość środowiska wewnętrznego, zadowolenie klientów i użytkowników budynku.