Rozwijający się sektor budownictwa i emisje

Do 2070 r. powierzchnia budynków podwoi się. Sektor odpowiada już dziś za 30 proc. końcowego zużycia energii brutto na całym świecie, co odpowiada 3 100 Mtoe. Niestety, budownictwo generuje 28 proc. światowych emisji CO2 – samo ogrzewanie odpowiada za 45 proc. tych emisji, co jest wynikiem stosowania paliw kopalnych. Około 4,3 Gt CO2 zostało uwolnionych do atmosfery w samym 2019 r. i tylko w celu ogrzewania budynków, co stanowi 12 proc. światowych emisji. W parze z funkcjonowaniem i rozwojem ogrzewnictwa idzie rozwój systemów chłodzących – do 2070 r. dostęp do nich będzie miało dodatkowo 5 mld osób. Eksperci IEA przekonują, że synergia systemów ogrzewnictwa i chłodzenia może być podstawą dekarbonizacja sektora budownictwa. Istotną rolę mają odegrać pompy ciepła.

Według szacunków IEA emisje CO związane z zaopatrzeniem budynków w ciepło spadną jedynie o nieco ponad 20 proc. do 2050 r. i około 40 proc. do 2070 r.  Za ¾ redukcji emisji zanieczyszczeń w budownictwie w perspektywie do 2070 r. mogą właśnie odegrać nowoczesne technologie w ogrzewnictwie i klimatyzacji oraz ich synergie, dopasowane do różnego rodzaju zabudowań oraz warunków klimatycznych.

W ciągu ostatniej dekady powierzchnia niezbędna do ogrzania w skali globalnej zwiększyła się o 20 proc., mimo tego nie odnotowano większego skoku emisji zanieczyszczeń. Jest to skutek postępu technologicznego oraz decyzji politycznych dotyczących sektora budowlanego. IEA informuje, że rygorystyczne przepisy zmniejszyły zapotrzebowanie na energię cieplną w przeliczeniu na metr kwadratowy w nowych budynkach o 30 proc. (w porównaniu do 2000 r.) w Europie, 35 proc, w Japonii i 20 proc. w Stanach Zjednoczonych. Od 2010 r. odnotowuje się stały przyrost sprzedaży pomp ciepła powietrze-powietrze na poziomie 10 proc rocznie. Społeczeństwo chętniej kupuje podgrzewacze wody z pompą ciepłą – sprzedaż wzrosła 2-krotnie, kolektorów słonecznych – 1,5 – krotnie.

Na głównych rynkach grzewczych, takich jak UE, Stany Zjednoczone, Kanada, Rosja czy Chiny, wysoki współczynnik wydajności sezonowej pomp ciepła (300 – 400 proc. lub więcej w zależności od regionu) jest wystarczający, aby zmniejszyć o połowę emisje CO2, które byłyby wygenerowane przy produkcji energii elektrycznej w wyniku spalania gazu w wydajnym kotle kondensacyjnym.

Chłód na równi z ogrzewnictwem

Dynamicznie rozwijającym się obszarem będą systemy chłodzące. Chłodzenie pomieszczeń wymaga jedynie 15 proc. energii zużytej do ogrzania w 2019 r., co wygenerowało około 1 Gt CO2. W skali roku zapotrzebowanie na chłód rośnie na poziomie 3 proc. Tendencja utrzyma się w ciągu najbliższych 30 lat.

Na popularność systemów chłodzenia wpływa wiele czynników jak np. strefa klimatyczna, średnia temperatura powietrza w ciągu lata, czy przeciętne dochody społeczeństwa. Posiadanie klimatyzatora w USA czy Australii jest normą (90 proc. społeczeństwa), podczas gdy w Brazylii i Indiach – tylko 10-20 proc.

35 proc. światowej populacji mieszka na obszarach, gdzie każdego dnia leje się żar z nieba. 15 proc. z nich posiada klimatyzator. IEA szacuje, że na skutek poprawy standardów życia, zmiany klimatu i polityk mających na celu rozszerzenie dostępu do podstawowych usług energetycznych, liczba  osób z dostępem do klimatyzacji wzrośnie do 60 proc. do 2050 r. I 70 proc. do 2070 r.

Chłód to także pobór energii

Zapotrzebowanie będzie wzrastało wraz z liczbą tzw. cooling degree-days, czyli dni wymagających schłodzenia budynku w przypadku upału. Liczba takich dni wzrośnie do 50 proc. do 2050 r. i do 70 proc, do 2070 r. Światowe zasoby klimatyzatorów mogą powiększyć się do 7 miliardów jednostek do 2070 r., co odpowiada sprzedaży prawie 10 klimatyzatorów w każdej sekundzie do 2070 r. Niestety, IEA wysnuwa także pesymistyczny wniosek i wyliczenia: pomimo rosnącej wydajności klimatyzatorów, nie będzie można ograniczyć zużycia energii elektrycznej do chłodzenia na wystarczającym poziomie, które ma wzrosnąć trzykrotnie do 2070 r. w porównaniu do 2019 r.

Synergia chłodu i ciepła

Pompy ciepła są istotnym rozwiązaniem technologicznym, gdyż mogą być dostosowane do zapewnienia zarówno ogrzewania oraz chłodzenia, i tylko chłodzenia lub tylko ogrzewania. Jedna trzecia światowej populacji potrzebuje pomp ciepła zarówno do ogrzewania i jednocześnie chłodzenia. Większość sprzedawanych obecnie pomp ciepła jest wykorzystywana do chłodzenia pomieszczeń. Całkowita wydajność sprzętu chłodzącego jest 17 razy większa, niż w przypadku ogrzewania. Eksperci IEA wskazują, że średnia wydajność klimatyzatorów musi wzrosnąć o ponad 50 proc. do 2030 r. i 100 proc. do 2070 proc. Bez poprawy wydajności zapotrzebowanie na energię elektryczną w systemach chłodzenia domu może wzrosnąć prawie trzykrotnie do 2070 r.

Skuteczna droga dekarbonizacji budynków będzie zależała od implementacji nowych technologii. Według wyliczeń IEA, w szczególności sprzedaż pomp ciepła do ogrzewania musi wzrosnąć trzykrotnie do 2030 r. Potencjał rozwoju jest duży – szacuje się, że 33 proc. gospodarstw domowych na całym świecie wykazuje zapotrzebowanie na ogrzewanie i chłodzenie. Udział dział ten może sięgać 78 proc. w Europie, 56 proc. w Ameryce Północnej i prawie 80 proc. w Chinach.

IEA/Patrycja Rapacka

Redakcja GLOBEnergia