ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΜΟΝΟΚΑΤΟΙΚΙΑΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΙΚΟΥ ΤΗΣ ΑΠΟΤΥΠΩΜΑΤΟΣ ΤΡΑΪΑΝΟΣ ΜΟΥΤΑΦΤΣΗΣ ΑΕΜ: 4879

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ KATΑΣΚΕΥΗΣ ΣΥΣΚΕΩΝ ΔΕΙΡΓΑΣΙΩΝ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΑΓΙΣ Μ. ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΜΟΝΟΚΑΤΟΙΚΙΑΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΙΚΟΥ ΤΗΣ ΑΠΟΤΥΠΩΜΑΤΟΣ ΤΡΑΪΑΝΟΣ ΜΟΥΤΑΦΤΣΗΣ ΑΕΜ: 4879 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΑΓΙΣ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΑΡΜΟΔΙΟΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ: Δρ. ΕΥΦΡΟΣΥΝΗ ΓΙΑΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2016

2

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα διπλωματική εργασία εκπονείται στο πλαίσιο της ολοκλήρωσης του προπτυχιακού προγράμματος σπουδών του τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών της Πολυτεχνικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Σήμερα, οι κτιριακές εγκαταστάσεις είναι υπεύθυνες για το 40% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας και για το 36% των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στην Ευρώπη. Συνεπώς, η μείωση στην κατανάλωση ενέργειας και η χρήση ενέργειας από ΑΠΕ στον κτιριακό τομέα συνιστούν σημαντικά μέτρα, τα οποία και χρειάζεται να ληφθούν ώστε να μειωθεί η εξάρτηση από την ενέργεια, αλλά και οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε ενεργειακή προσομοίωση σε μονοκατοικία στην περιοχή της Θεσσαλονίκης, ενώ στη συνέχεια υπολογίστηκαν οι συνολικές της ανάγκες σε ενέργεια. Τέλος, υπολογίστηκε το Ανθρακικό της Αποτύπωμα, δηλαδή οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα όπως αυτές προκύπτουν από την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών. Σε αυτό το σημείο θα ήθελα να ευχαριστήσω τον καθηγητή μου, κ. Άγι Παπαδόπουλο, που με εμπιστεύθηκε για την εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας, για τη συμπαράσταση και βοήθειά του κατά τη διάρκεια αυτής καθώς και για το σύνολο των γνώσεων που μου προσέφερε. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω την αρμόδια παρακολούθησης, Δρ. Ευφροσύνη Γιαμά, για τη συνεχή επικοινωνία που είχαμε όλο αυτό το διάστημα, για την κατανόησή της, αλλά και για την πολύτιμη αρωγή της σε καίρια σημεία της εργασίας. Τέλος, δε θα μπορούσα να μην ευχαριστήσω την οικογένειά μου, τους γονείς και την αδερφή μου, για την αμέριστη συμπαράστασή τους όλα αυτά τα χρόνια, στις όποιες εύκολες αλλά κυρίως δύσκολες στιγμές που προέκυψαν. Τραϊανός Μουταφτσής - i -

4 - ii -

5 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ενεργειακή προσομοίωση μονοκατοικίας στην περιοχή της Θεσσαλονίκης, με τελικό σκοπό τον υπολογισμό του Ανθρακικού της Αποτυπώματος, αλλά και τρόπους για μετατροπή της σε Κτίριο Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας. Στο πρώτο μέρος, το πιο θεωρητικό από τα δύο της εργασίας, καταγράφεται τόσο το γενικότερο πρόβλημα του φαινομένου του θερμοκηπίου όσο και τα διάφορα μέτρα, οι νόμοι και οι μηχανισμοί με σκοπό την αντιμετώπισή του. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά στο κτιριακό δυναμικό της Ευρώπης καθώς επίσης και στη νοοτροπία γύρω από τον ολοκληρωτικό κτιριακό σχεδιασμό που οδηγεί στα ΚΣΜΚΕ. Τέλος, το πρώτο μέρος ολοκληρώνεται με τη σύγκριση τριών διαφορετικών λογισμικών ενεργειακής προσομοίωσης κτιρίων και τους λόγους για τους οποίους επιλέχθηκε το Ecotect Analysis της εταιρίας Autodesk. Στο δεύτερο μέρος ξεκινάει το υπολογιστικό κομμάτι της εργασίας. Με τη βοήθεια του λογισμικού Ecotect Analysis αναπτύσσονται τρία διαφορετικά σενάρια με κριτήριο το συνολικό συντελεστή θερμοπερατότητας της μονοκατοικίας και υπολογίζονται οι αντίστοιχες ανάγκες σε Θέρμανση και Ψύξη, ενώ δημιουργείται και ένα τέταρτο σενάριο για την περιοχή της Μονεμβασιάς ώστε να γίνει σύγκριση δύο διαφορετικών Κλιματικών Ζωνών της Ελλάδας (Ζώνες Α και Γ). Στη συνέχεια για ένα από τα σενάρια, και αφότου υπολογιστούν οι συνολικές ενεργειακές ανάγκες της μονοκατοικίας (ΖΝΧ, Φωτισμός, Ηλεκτρικές Συσκευές), γίνεται ο υπολογισμός του Ανθρακικού της Αποτυπώματος, όπως αυτό προκύπτει μετά την κάλυψη των εν λόγω αναγκών. Τέλος, περιγράφεται ο τρόπος μετατροπής της μονοκατοικίας σε ΚΣΜΚΕ με την τοποθέτηση συστήματος Φωτοβολταϊκών στην οροφή της, ενώ η εργασία ολοκληρώνεται με τον υπολογισμό του Ανθρακικού Αποτυπώματος για αυτή την περίπτωση και τη σύγκρισή του με το αντίστοιχο προηγούμενο. - iii -

6 ABSTRACT Subject of this diploma thesis is the energy simulation of a detached house located in Thessaloniki, having as an ultimate purpose the calculation of its Carbon Footprint along with means for its conversion into a Nearly Zero Energy Building. In the first part, the more theoretical one between the two of this thesis, the greenhouse effect is being mentioned in general as well as measures, laws and mechanisms focused on its confrontation. Afterwards, follows a report regarding the building stock in Europe and the theory behind integrated building design which leads to NZEB. Finally, the first part is completed with the comparison among three different software programs of energy simulation in buildings and the reasons why the Ecotect Analysis one, from Autodesk company, was chosen. The second part is where the calculations take place. With the aid of Ecotect Analysis three different scenarios are being developed with the criterion of building s total U-value and energy demands in Heat and Cooling are being calculated for each one respectively, while there is also a fourth scenario developed for the city of Monemvasia in order to have a comparison between two different Climate Zones of Greece (Zones A and C). Next, for one of these scenarios, and after we calculate building s total energy demands (DHW, Lighting, Electric Devices), calculation of its Carbon Footprint is also being held, as it results from meeting these demands. At the end, the actions for the conversion of the building into a NZEB are being described with the placement of a Photovoltaic system on its roof being the most vital one, while the thesis is completed with the calculation of the Carbon Footprint for this case as well and the ultimate comparison between the two results. - iv -

7 Πίνακας περιεχομένων 1. Εισαγωγή Κλιματική Αλλαγή και Επιπτώσεις Ανθρακικό Αποτύπωμα Ανθρακικό Αποτύπωμα Προϊόντος Βασικοί Φορείς Υπολογισμού Στρατηγικές Μείωσης CO Πρωτόκολλο του Κιότο και οι Μηχανισμοί του Τροπολογία της Ντόχα (Doha Amendment) Πρόγραμμα Χάρτης Πορείας για το Carbon Capture and Storage (CCS) Υφιστάμενη Κατάσταση / Εκτίμηση Πορείας προς το Σκοπός Εργασίας Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / NZEB Κτιριακό Δυναμικό στην Ευρώπη Ο δρόμος προς τα Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ορισμός και Κατηγοριοποίηση Σχεδίαση ενός ΚΣΜΚΕ Οι πρώτες εμπειρίες Χώρες Ε.Ε. και ΚΣΜΚΕ Συμπεράσματα και περαιτέρω βήματα Ενεργειακός Σχεδιασμός Μονοκατοικίας με τη χρήση Η/Υ Building Information Modeling (ΒΙΜ) Πρόγραμμα Αξιολόγησης LEED Ecotect Analysis, Green Building Studio, Virtual Environment Περιγραφή διάταξης μονοκατοικίας / Γενικά χαρακτηριστικά Αποτελέσματα Σεναρίων Τοποθεσία: Θεσσαλονίκη Σενάριο 1 ο Σενάριο 2 ο Σενάριο 3 ο Συνοπτική Απεικόνιση Σεναρίων 1,2 & Τοποθεσία: Μονεμβασιά v -

8 Σενάριο 4 ο Επιλογή Σεναρίου Συνολικές Ανάγκες Ενέργειας Σεναρίου Ανθρακικό Αποτύπωμα Μονοκατοικίας Σενάριο Α και Υπολογισμός Σενάριο Β και Υπολογισμός Σύγκριση Αποτελεσμάτων Συμπεράσματα Επίλογος Βιβλιογραφία vi -

9 Κεφ.1 : Εισαγωγή 1. Εισαγωγή 1.1. Κλιματική Αλλαγή και Επιπτώσεις Οι κλιματικές συνθήκες στη Γη καθορίζονται από μια συνεχή ροή ενέργειας από τον Ήλιο. Η θερμική ενέργεια του Ήλιου διαπερνά την ατμόσφαιρα της Γης και θερμαίνει την επιφάνειά της. Όσο αυξάνει η θερμοκρασία της επιφάνειας, η Γη στέλνει, υπό τη μορφή υπέρυθρης ακτινοβολίας, θερμική ενέργεια πίσω στην ατμόσφαιρα. Ένα μέρος αυτής της ενέργειας απορροφάται από αέρια (τα λεγόμενα «αέρια του θερμοκηπίου»), όπως το διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, υποξείδιο του αζώτου και υδρατμοί, παγιδεύοντας έτσι την ενέργεια και διατηρώντας τη μέση θερμοκρασία της Γης στους περίπου 15 C. Αυτά τα επίπεδα θερμοκρασίας είναι απαραίτητα για τη διατήρηση της ζωής για ανθρώπους, φυτά και ζώα. Δίχως αυτά τα αέρια, η θερμοκρασία της Γής θα έφτανε στους -18 C, παγώνοντας τις περισσότερες μορφές ζωής. Το διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ) είναι το πιο σημαντικό από τα αέρια που διατηρούν τα επιθυμητά επίπεδα θερμοκρασίας στης Γη. Οι διεργασίες εκπομπής και απορρόφησης διοξειδίου του άνθρακα που προκύπτουν στη φύση, αποτελούν το φυσικό κύκλο του αερίου και είναι υπεύθυνες για τη διατήρηση της ισορροπημένης συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Μέσω της αποσύνθεσης φυτών, ηφαιστειακών εκρήξεων, της αναπνοής ζωικών οργανισμών, ελευθερώνεται διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα το οποίο απορροφάται εκ νέου μέσω της φωτοσύνθεσης και της διάλυσής του στο νερό (π.χ. στους ωκεανούς). Η φύση έχει προνοήσει για τη σχεδόν τέλεια διατήρηση της ισορροπίας εκπεμπόμενου διοξειδίου του άνθρακα και της αντίστοιχης ποσότητας που απορροφάται. Ακόμα, όμως, και μικρές αλλαγές οφειλόμενες σε ανθρώπινες δραστηριότητες είναι δυνατό να επηρεάσουν αυτή την εύθραυστη ισορροπία. Τι προκαλεί όμως την κλιματική αλλαγή; Η αιτία της κλιματικής αλλαγής είναι η υπερβολική χρήση ορυκτών πόρων, όπως είναι ο άνθρακας και ο λιγνίτης, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, η καύση των οποίων απελευθερώνει τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Με αυτό τον τρόπο η «κουβέρτα» των αερίων του θερμοκηπίου που καλύπτει τη Γη, συγκρατεί ολοένα και περισσότερη ενέργεια, η οποία με τη σειρά της αυξάνει τη μέση θερμοκρασία του πλανήτη. Η ανθρώπινη παρέμβαση στον φυσικό κύκλο του διοξειδίου του άνθρακα τα τελευταία 150 χρόνια, έχει υπάρξει καθοριστική. Η απερίσκεπτη καύση ορυκτών καυσίμων, αλλά και οι κτηνοτροφικές δραστηριότητες που συμβάλλουν στην εκπομπή μεθανίου, σε συνδυασμό με την αποψίλωση των δασών τα οποία απορροφούν τα αέρια του θερμοκηπίου, έχουν διαταράξει ανεπανόρθωτα τις ισορροπίες στον κύκλο του διοξειδίου του άνθρακα. Η μεγάλη ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα που πλέον συγκεντρώνεται στην ατμόσφαιρα, έχει συμβάλει στην - 1 -

10 Κεφ.1 : Εισαγωγή αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη, ενώ η ταχύτητα με την οποία συντελείται αυτή η αύξηση, είναι σημαντικά μεγαλύτερη από οποιαδήποτε φυσική διεργασία. Το αποτέλεσμα είναι η αδυναμία των φυσικών συστημάτων να προσαρμοστούν στα νέα δεδομένα. Είναι σαφές πως η αύξηση της παγκόσμιας θερμοκρασίας δε σημαίνει απαραίτητα πιο ζεστό κλίμα για όλους σε όλες τις περιοχές του κόσμου. Καθώς ο πλανήτης θερμαίνεται, μεταβάλλει το κλιματικό σύστημα, συμβάλλοντας στην αύξηση εμφάνισης ακραίων και απρόβλεπτων καιρικών φαινομένων. Το αποτέλεσμα είναι άλλες περιοχές να είναι πιο ζεστές, άλλες πιο κρύες, ενώ ανάλογα να επηρεάζονται και τα επίπεδα υγρασίας του πλανήτη άλλοτε δημιουργώντας συνθήκες ξηρασίας και άλλοτε υπερβολικά μεγάλες ποσότητες βροχόπτωσης [1]. Τα αποτελέσματα της ανθρώπινης παρέμβασης είναι θεαματικά. Σύμφωνα με την Έκθεση Πέμπτης Εκτίμησης (Fifth Assessment Report, AR5) που εκδόθηκε το 2013 από την IPCC, η θέρμανση του κλιματικού συστήματος είναι διφορούμενη, και από το 1950 πολλές από τις παρατηρούμενες αλλαγές είναι πρωτοφανείς από δεκαετίες μέχρι και χιλιετίες. Η ατμόσφαιρα και οι ωκεανοί έχουν θερμανθεί, οι ποσότητες χιονιού και πάγων έχουν ελαττωθεί, έχει υπάρξει άνοδος της στάθμης της θάλασσας και οι συγκεντρώσεις των αερίων του θερμοκηπίου έχουν αυξηθεί (Εικόνες 1.1, 1.2 και 1.3). Πιο συγκεκριμένα, για την ατμόσφαιρα κάθε μία από τις τελευταίες τρεις δεκαετίες είναι διαδοχικά πιο θερμή στην επιφάνεια της Γης από οποιαδήποτε προηγούμενη δεκαετία από το 1850 (Εικόνα 1.3). Στο Βόρειο Ημισφαίριο, η περίοδος ήταν πιθανότατα η πιο θερμή τριακονταετής περίοδος των τελευταίων 1400 ετών. Για τους ωκεανούς, η θέρμανσή τους κυριαρχεί στην αύξηση στην ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στο κλιματικό σύστημα, αντιπροσωπεύοντας περισσότερο από το 90% της ενέργειας που έχει συσσωρευτεί ανάμεσα στα έτη 1971 και Είναι εικονικά σίγουρο ότι το άνω μέρος των ωκεανών (0-700μ) θερμάνθηκε από το 1971 έως το 2010 και πιθανό ότι θερμάνθηκε ανάμεσα στο 1870 και το 1971 (Εικόνα 1.1). Για την κρυόσφαιρα (το τμήμα του πλανήτη σκεπασμένο με χιόνι και πάγο), τις τελευταίες δύο δεκαετίες τα στρώματα πάγου της Γροιλανδίας και της Ανταρκτικής χάνουν μάζα, οι παγετώνες συνεχίζουν να μειώνονται σχεδόν παγκοσμίως, ενώ το χιόνι της Αρκτικής Θάλασσας και η επικάλυψη από ανοιξιάτικο χιόνι του Βορείου Ημισφαιρίου συνεχίζουν και αυτά να μειώνονται σε έκταση (Εικόνα 1.1). Για το επίπεδο της στάθμης της θάλασσας, ο ρυθμός με τον οποίο αυξάνει από τα μέσα του 19 ου αιώνα, είναι μεγαλύτερος από το μέσο ρυθμό αύξησης κατά τη διάρκεια των προηγούμενων δύο χιλιετιών. Την περίοδο από το 1901 μέχρι το 2010, η μέση παγκόσμια στάθμη της θάλασσας αυξήθηκε κατά 0,19 (0, ) μέτρα (Εικόνα 1.1). Τέλος, για τον κύκλο του άνθρακα και άλλων βίο-γεωχημικών, οι ατμοσφαιρικές - 2 -

11 Κεφ.1 : Εισαγωγή συγκεντρώσεις των διοξειδίου του άνθρακα, μεθανίου και υποξειδίου του αζώτου έχουν αυξηθεί σε επίπεδα πρωτοφανή στα τελευταία τουλάχιστον χρόνια. Οι συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα έχουν αυξηθεί 40% από την προ-βιομηχανική περίοδο, πρωτίστως από τις εκπομπές ορυκτών καυσίμων και δευτερεύοντος από την αλλαγή εκπομπών καθαρής χρήσης Γης. Οι ωκεανοί έχουν απορροφήσει περίπου το 30% του εκπεμπόμενου από τον άνθρωπο διοξείδιο του άνθρακα, οδηγώντας έτσι σε οξίνισή τους. (Εικόνα 1.2). Εικόνα 1.1. Πολλαπλοί παρατηρούμενοι δείχτες μιας παγκόσμιας κλιματικής αλλαγής. Οι χρωματιστές γραμμές δηλώνουν διαφορετικά σύνολα δεδομένων, ενώ οι αβεβαιότητες δηλώνονται από χρωματιστή σκιά [2]. Η ανθρώπινη επιρροή στο κλιματικό σύστημα είναι σαφής. Αυτό είναι εμφανές από την αύξηση των συγκεντρώσεων των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, την παρατηρούμενη αύξηση της θερμοκρασίας, τη θετική κατακράτηση της ακτινοβολίας και από την κατανόηση του κλιματικού συστήματος. Συνεχιζόμενες εκπομπές των αερίων του θερμοκηπίου θα προκαλέσουν περεταίρω αύξηση της θερμοκρασίας και αλλαγές σε όλα τα μέρη του κλιματικού συστήματος. Για τη μετρίαση της κλιματικής αλλαγής θα χρειαστούν ουσιαστικές και συνεχείς μειώσεις των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Παρ όλα αυτά, οι μέχρι στιγμής ενδείξεις για τη μελλοντική κατάσταση δεν είναι θετικές. Συγκεκριμένα στην Έκθεση Πέμπτης Εκτίμησης (AR5), υπολογίζονται 4 σενάρια (Representative Concentration Pathways, RCPs) και γίνονται οι σχετικές εκτιμήσεις. Η αλλαγή της θερμοκρασίας στην επιφάνεια της Γης παγκοσμίως για το τέλος του 21 ου αιώνα είναι πιθανό να ξεπεράσει τους 1.5 C σχετικά με τη χρονική περίοδο 1850 έως 1900 για όλα τα RCPs σενάρια εκτός από ένα, τους 2 C για δύο από τα τέσσερα σενάρια (Εικόνα 1.4), ενώ η αύξηση της θερμοκρασίας θα συνεχιστεί και μετά το 2100 για όλα τα σενάρια πλην ενός. Οι - 3 -

12 Κεφ.1 : Εισαγωγή αλλαγές στην παγκόσμια κυκλοφορία υδάτων σε απόκριση της αύξησης της θερμοκρασίας τον 21 ο αιώνα, δε θα είναι ομοιόμορφη. Η αντίθεση στην υδατόπτωση ανάμεσα σε υγρές και ξηρές περιοχές και ανάμεσα σε υγρές και ξηρές περιόδους θα αυξηθεί, παρότι μπορεί να υπάρξουν τοπικές εξαιρέσεις. Εικόνα Πολλαπλοί παρατηρούμενοι δείχτες μιας παγκόσμιας αλλαγής στον κύκλο άνθρακα. Οι μπλε καμπύλες αναφέρονται στην επιφάνεια των ωκεανών και οι πράσινες στο PH αυτών. Οι μετρήσεις είναι από τρεις σταθμούς, δύο από τον Ατλαντικό Ωκεανό (σκούρο μπλε/πράσινο). Εικόνα 1.3. Παρατηρημένες παγκοσμίως μέσες ανωμαλίες θερμοκρασίας συνδυασμένης επιφάνειας Γης και ωκεανού από το 1850 έως το Πάνω μέρος: ετήσιες μέσες τιμές. Κάτω μέρος: Δεκαετείς μέσες τιμές συμπεριλαμβανομένης της εκτίμησης αβεβαιότητας (μαύρο). Οι ανωμαλίες είναι σχετικές με τις αντίστοιχες μέσες τιμές του [2]. Επίσης, οι ωκεανοί θα συνεχίσουν να θερμαίνονται κατά τη διάρκεια του 21 ου αιώνα με τη θερμότητα να εισχωρεί από την επιφάνεια στα βαθύτερα τμήματά τους και να επηρεάζει την ωκεάνια κυκλοφορία. Είναι, ακόμα, πολύ πιθανό το στρώμα πάγου στην Αρκτική Θάλασσα να συνεχίσει να συρρικνώνεται και να λεπταίνει και το στρώμα ανοιξιάτικου χιονιού στο Βόρειο Ημισφαίριο να μειώνεται κατά τη διάρκεια του 21 ου αιώνα καθώς η μέση θερμοκρασία της επιφάνειας της Γης παγκοσμίως αυξάνεται, ενώ ο όγκος των παγετώνων παγκοσμίως θα υποστεί περαιτέρω μείωση έχοντας σαν αποτέλεσμα να συνεχιστεί η άνοδος στην παγκόσμια μέση στάθμη της θάλασσας μέσα στον 21 ο αιώνα (Εικόνα 1.5). Βάσει όλων των RCPs σεναρίων, ο ρυθμός της ανόδου της θαλάσσιας στάθμης πολύ πιθανό να ξεπεράσει τον αντίστοιχο παρατηρημένο κατά την περίοδο 1971 με 2010 εξαιτίας της αυξημένης θέρμανσης των ωκεανών και των αυξημένων απωλειών μάζας από τους παγετώνες και τα στρώματα πάγου. Τέλος, η κλιματική αλλαγή θα επηρεάσει και τις διαδικασίες κύκλου άνθρακα με τέτοιο τρόπο που θα επιδεινώσει την αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, ενώ η περαιτέρω απορρόφηση του άνθρακα από τους - 4 -

13 Κεφ.1 : Εισαγωγή ωκεανούς θα αυξάνει την οξίνισή τους. Οι αθροιστικές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό την παγκόσμια μέση αύξηση στην θερμοκρασία της επιφάνειας της Γης μέχρι τα τέλη του 21 ου αιώνα και πέρα. Οι περισσότερες πτυχές της κλιματικής αλλαγής θα επιμείνουν για πολλούς αιώνες ακόμα και αν οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα σταματήσουν. Αυτό αντιπροσωπεύει μια ουσιώδη πολυ-δεκαετή δέσμευση κλιματικής αλλαγής, δημιουργημένη από τις παρελθοντικές, τις τωρινές, αλλά και τις μελλοντικές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα [2]. Εικόνα 1.4. Αλλαγή στη μέση ετήσια θερμοκρασία της επιφάνειας της Γης παγκοσμίως σχετικά με την περίοδο Η σκιαγραφημένη περιοχή είναι η εκτίμηση αβεβαιότητας, ενώ τα εύρη των μέσων τιμών για την περίοδο μετά το 2100 αποτυπώνονται ως κάθετες μπάρες [2]. Εικόνα 1.5. Προβολές της μέσης ανόδου της παγκόσμιας θαλάσσιας στάθμης κατά τον 21 ο αιώνα σχετικά με το Το αξιολογούμενο πιθανό εύρος εμφανίζεται σαν σκιαγραφημένη ζώνη, ενώ τα εύρη των μέσων τιμών για την περίοδο μετά το 2100, αποτυπώνονται ως κάθετες μπάρες [2] - 5 -

14 Κεφ.1 : Εισαγωγή 1.2. Ανθρακικό Αποτύπωμα Η λογιστική του άνθρακα (ή των αερίων του θερμοκηπίου) αναφέρεται στον υπολογισμό των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου που σχετίζονται με οικονομικές δραστηριότητες σε μια δεδομένη κλίμακα ή σε σχέση με μια λειτουργική μονάδα, συμπεριλαμβάνοντας προϊόντα, νοικοκυριά, εταιρίες, πόλεις και χώρες. Η λογιστική του άνθρακα παραδοσιακά συγκεντρώνεται στις πηγές εκπομπών, αλλά τα τελευταία χρόνια έχει υπάρξει ένα αυξημένο ενδιαφέρον στην ανάλυση των φορέων των εκπομπών υπολογίζοντας τις εκπομπές των αερίων του θερμοκηπίου που συναντώνται κατά τη διάρκεια της εφοδιαστικής αλυσίδας διάφορων λειτουργικών μονάδων, όπως αυτές που αναφέρθηκαν [3]. Γίνεται, δηλαδή, μια κατηγοριοποίηση των εκπομπών άνθρακα και αερίων του θερμοκηπίου σε άμεσες και έμμεσες. Ως άμεσες μπορούν να θεωρηθούν οι εκπομπές που προέρχονται από την καύση των καυσίμων σε λέβητες, φούρνους κλπ, από τα οχήματα Ιδιωτικής Χρήσης (Ι.Χ.), οι εκπομπές από διεργασίες παραγωγής τσιμέντου ή επεξεργασίας αποβλήτων, καθώς και οι μη ελεγχόμενες εκπομπές που μπορεί να προκύψουν από κάποια διαρροή μεθανίου από αγωγούς. Κύρια πηγή έμμεσων εκπομπών είναι η κατανάλωση αγορασμένης ηλεκτρικής ενέργειας, θέρμανσης και ψύξης, καθώς από πίσω τους κρύβουν κάθε προσπάθεια που γίνεται για να λειτουργήσει τελικά ο σταθμός παραγωγής (παρασκευή μηχανημάτων και εγκατάσταση εξοπλισμού) [4]. Το αποτέλεσμα του συνόλου αυτών των βασιζόμενων στην κατανάλωση εκπομπών συχνά αναφέρεται σαν «ανθρακικό αποτύπωμα», ακόμα και αν περιλαμβάνει και άλλα αέρια του θερμοκηπίου μαζί με το διοξείδιο του άνθρακα. Το ανθρακικό αποτύπωμα ξεκινάει με την υπόθεση ότι οι εκπομπές από τα αέρια του θερμοκηπίου που σχετίζονται με οικονομική δραστηριότητα, παράγονται εν μέρει σαν αποτέλεσμα των ανθρώπινων προσπαθειών να ικανοποιήσουν συγκεκριμένες λειτουργικές ανάγκες και επιθυμίες Ανθρακικό Αποτύπωμα Προϊόντος Το ανθρακικό αποτύπωμα προϊόντος περιλαμβάνει όλες τις εκπομπές που παράγονται κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής ενός αγαθού ή υπηρεσίας από την παραγωγή και διανομή μέχρι την τελική χρήση και εναπόθεση στα σκουπίδια ή ανακύκλωσή του. Το ανθρακικό αποτύπωμα προϊόντων (ή εταιριών) μπορεί να ενεργοποιήσει μια σειρά από δράσεις μετριασμού και να έχει διάφορα οφέλη. Ενημερώνοντας του καταναλωτές αναφορικά με την κλιματική επιρροή των προϊόντων μέσω επισημάνσεων πάνω σε αυτά ή με άλλους τρόπους, μπορεί να επηρεάσει τις αγοραστικές τους επιλογές σε μια πιο περιβαλλοντικά φιλική κατεύθυνση και ταυτόχρονα να επιτρέψει την διαφοροποίηση των προϊόντων. Το ανθρακικό αποτύπωμα μπορεί επίσης να βοηθήσει της εταιρίες να μειώσουν τις - 6 -

15 Κεφ.1 : Εισαγωγή εκπομπές τους σε αέρια του θερμοκηπίου με έναν πιο κοστολογικά αποδοτικό τρόπο, αναγνωρίζοντας της κύριες πηγές εκπομπών μέσα στην εταιρία, αλλά και καθ όλη τη διάρκεια της εφοδιαστικής αλυσίδας του προϊόντος. Αυτές οι εκπομπές μπορούν να μειωθούν κατευθείαν ή με την αγορά μεριδίων στην αγορά άνθρακα. Υπάρχουν τόσο θεωρητικές όσο και εμπειρικές ενδείξεις μιας θετικής σχέσης ανάμεσα στην περιβαλλοντική και χρηματοοικονομική απόδοση της εταιρίας. Υπάρχουν επίσης και κίνδυνοι που σχετίζονται με το ανθρακικό αποτύπωμα προϊόντος. Μπορεί να επηρεάσει την ανταγωνιστικότητα και την αγορά αυξάνοντας τα κόστη και να μειώσει τη ζήτηση προϊόντων που παράχθηκαν στο εξωτερικό, συμπεριλαμβανομένου και των αναπτυσσόμενων χωρών, ενώ μπορεί επίσης να επηρεάσει και τους κανόνες του Παγκόσμιου Οργανισμού Αγορών [3]. Το ανθρακικό αποτύπωμα μπορεί να χωριστεί σε τρεις επιμέρους κατηγορίες: - Ατομικό ανθρακικό αποτύπωμα - Ανθρακικό αποτύπωμα επιχειρήσεων και οργανισμών - Ανθρακικό αποτύπωμα χώρας Ως ατομικό ανθρακικό αποτύπωμα λογίζεται η ποσότητα άνθρακα που εκπέμπεται από ενέργειες όπως το ποσό και το είδος ενέργειας που το καταναλώνει το άτομο στην οικία του (ηλεκτρισμός, φυσικό αέριο, υγραέριο κλπ), από τον τρόπο μετακίνησής του (ΜΜΜ, Ι.Χ., τρένο κλπ), αλλά και από την ποσότητα σκουπιδιών που παράγει και τα επίπεδα ανακύκλωσης. Επίσης, παράγοντες όπως το είδος και το πλήθος των οικιακών συσκευών, το είδος ένδυσης και το είδος φαγητού που καταναλώνει επηρεάζουν το σύνολο των εκπομπών σε ατομικό επίπεδο (Εικόνα 1.6). Εικόνα 1.6. Παράδειγμα τυπικού ατομικού ανθρακικού αποτυπώματος [4]

16 Κεφ.1 : Εισαγωγή Το ανθρακικό αποτύπωμα επιχειρήσεων και οργανισμών εξαρτάται από το είδος της επιχείρησης, των πλήθος των εργαζομένων που απασχολεί, αλλά και το είδος και η ποσότητα ενέργειας που καταναλώνει. Επίσης, επηρεάζεται από τον εξοπλισμό της επιχείρησης, το πλήθος και το είδος των οχημάτων της καθώς και από τον αριθμό και τον τρόπο των μετακινήσεων (Εικόνα 1.6). Εικόνα 1.7. Ανθρακικό αποτύπωμα της εταιρίας Metro Group [4]. Το ανθρακικό αποτύπωμα μιας χώρας αφορά το σύνολο των εκπομπών του διοξειδίου του άνθρακα που προκύπτουν κατά τη διαδικασία των εισαγωγών / εξαγωγών των εμπορευμάτων της, από τις εκπομπές που αφορούν τον τριτογενή ιδιωτικό τομέα της χώρας, αλλά και από τις ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα που εκπέμπονται από τις δραστηριότητες της κυβέρνησης της χώρας. Τέλος, καταγράφονται οι εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα που αφορούν το σύνολο των νοικοκυριών της. Οι εκπομπές αυτές χωρίζονται σε άμεσες, οι οποίες αφορούν κυρίως τις μεταφορές και τη θέρμανση, και τις έμμεσες (Εικόνα 1.7). Εικόνα 1.7. Παγκόσμιο ανθρακικό αποτύπωμα ανά χώρα [4]

17 Κεφ.1 : Εισαγωγή Βασικοί Φορείς Υπολογισμού Παγκοσμίως υπάρχουν πολλοί φορείς υπολογισμού του ανθρακικού αποτυπώματος. Θα αναφερθούν πέντε από αυτούς και συγκεκριμένα οι: Carbon Footprint, Carbonfund.org, Carbonica, ClimateCare και Terrapass (Εικόνα 1.8). - Carbon Footprint: Εδρεύει στο Ηνωμένο Βασίλειο. Δυνατότητα υπολογισμού του ανθρακικού αποτυπώματος τόσο σε ιδιώτες όσο και σε μικρές και μεγάλες επιχειρήσεις. Επιτρέπει στους ενδιαφερόμενους (ιδιώτες και επιχειρήσεις) την καταγραφή της ποσότητας διοξειδίου του άνθρακα που θέλουν να αντισταθμίσουν και τους προτείνει αντίστοιχες επενδύσεις. - Carbonfund.org: Εδρεύει στις Ηνωμένες Πολιτείες. Ίδιες δυνατότητες με την Carbon Footprint. Επιπλέον, διαθέτει εφαρμογή η οποία παρουσιάζει το μέσο κόστος που απαιτείται για την αντιστάθμιση διαφόρων τομέων δραστηριοτήτων και ενημερώνει το χρήστη σχετικά με το ποσό που απαιτείται για να επιτευχθεί η αντιστάθμιση αυτή. - Carbonica: Εδρεύει στο Ηνωμένο Βασίλειο Ίδιες δυνατότητες με την Carbon Footprint. Επιπλέον, διαθέτει έτοιμα «πακέτα» αντιστάθμισης εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα τα οποία μπορούν να αγοράσουν οι ενδιαφερόμενοι χωρίς να απαιτείται προηγουμένως ο εκτενής υπολογισμός του ανθρακικού αποτυπώματος. Δυνατότητα να καθορίσουν οι ενδιαφερόμενοι το πλήθος των ετών για το οποίο επιθυμούν να κάνουν αντιστάθμιση εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. - ClimateCare: Εδρεύει στο Ηνωμένο Βασίλειο. Ίδιες δυνατότητες με την Carbon Footprint. Επιπλέον, διαθέτει δυνατότητα «γρήγορης» αντιστάθμισης εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα τόσο σε ιδιώτες όσο και σε επιχειρήσεις, χωρίς να προαπαιτείται ο υπολογισμός του αντίστοιχου ανθρακικού αποτυπώματος. - Terrapass: Εδρεύει στις Ηνωμένες Πολιτείες

18 Κεφ.1 : Εισαγωγή Ίδιες δυνατότητες με την Carbon Footprint. Επιπλέον, προσφέρει σε εβδομαδιαίο επίπεδο συμβουλές για τη μείωση των εκπομπών του διοξειδίου του άνθρακα [4]. Εικόνα 1.8. Φορείς υπολογισμού ανθρακικού αποτυπώματος. Περιβάλλον χρήσης -από πάνω αριστερά- για: Carbonica, CliateCare, Carbon Footprint, Carbonfund.org, Terrapass [4]

19 Κεφ.1 : Εισαγωγή 1.3. Στρατηγικές Μείωσης CO 2 Το 1992, χώρες έλαβαν μέρος σε μια διεθνή συνθήκη, τη Σύμβαση-Πλαίσιο των Ηνωμένων Εθνών για την Κλιματική Αλλαγή (United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC), ώστε να εξετάσουν συνεργατικά τι θα μπορούσαν να κάνουν για να περιορίσουν την αύξηση της μέσης θερμοκρασίας παγκοσμίως και την κλιματική αλλαγή που έχει σαν αποτέλεσμα αυτή η αύξηση, και για να αντιμετωπίσουν όποιες επιπτώσεις ήταν, από τότε, αναπόφευκτες. Μέχρι το 1995, οι χώρες είχαν καταλάβει ότι οι διατάξεις της Σύμβασης για τη μείωση των εκπομπών ήταν ανεπαρκείς. Ξεκίνησαν διαπραγματεύσεις για να ενισχύσουν την παγκόσμια απόκριση στην κλιματική αλλαγή και, δύο χρόνια μετά, υιοθέτησαν το Πρωτόκολλο του Κιότο. Το Πρωτόκολλο του Κιότο δεσμεύει νομικά τα ανεπτυγμένα κράτη σε στόχους μείωσης εκπομπών. Η πρώτη δεσμευτική περίοδος του Πρωτοκόλλου ξεκίνησε το 2008 και τερματίστηκε το Η δεύτερη δεσμευτική περίοδος ξεκίνησε στη 1 Ιανουαρίου 2013 και θα τερματιστεί το Αυτή τη στιγμή υπάρχουν 195 κράτη-μέλη στη Σύμβαση και 192 κράτη-μέλη στο Πρωτόκολλο του Κιότο [5] Πρωτόκολλο του Κιότο και οι Μηχανισμοί του Το Πρωτόκολλο του Κιότο υπό τη Σύμβαση-Πλαίσιο των Ηνωμένων Εθνών για την Κλιματική Αλλαγή υιοθετήθηκε στο Κιότο της Ιαπωνίας το Δεκέμβριο του 1997 και τέθηκε σε ισχύ στις 16 Φεβρουαρίου του Οι κανόνες και οι απαιτήσεις για την εκτέλεση του Πρωτοκόλλου επεξεργάστηκαν περαιτέρω σε ένα πακέτο αποφάσεων που ονομάστηκαν Συμφωνίες του Μαρακές. Το Πρωτόκολλο του Κιότο έχει ως απώτερο στόχο τη σταθεροποίηση των ατμοσφαιρικών συγκεντρώσεων αερίων του θερμοκηπίου σε ένα επίπεδο που θα αποτρέπει την επικίνδυνη παρέμβαση με το κλιματικό σύστημα. Στο κυνήγι αυτού του στόχου, το Πρωτόκολλο του Κιότο βασίζεται και ενισχύει πολλές από τις ήδη υπάρχουσες δεσμεύσεις της Σύμβασης. Η βασική δέσμευση του Πρωτοκόλλου απαιτεί από καθένα από τα κράτη-μέλη του Παραρτήματος Ι να διασφαλίσει ότι οι συνολικές εκπομπές από πηγές αερίων του θερμοκηπίου, όπως αυτές αναφέρονται στο Παράρτημα Α του Πρωτοκόλλου, δεν θα ξεπεράσουν κατά τη διάρκεια δέσμευσης τα ανώτατα επιτρεπτά όρια εκπομπών (το Παράρτημα Α καλύπτει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου από την ενέργεια, τις βιομηχανικές διαδικασίες, τη χρήση προϊόντων, της γεωργία και τους άλλους ρυπογόνους τομείς). Κάθε μέλος του Παραρτήματος Ι έχει συγκεκριμένο στόχο εκπομπών που περιγράφεται στο Παράρτημα Β του Πρωτοκόλλου του Κιότου, το οποίο τέθηκε σχετικά με τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου το έτος αναφοράς (Πίνακας 1.1)

20 Κεφ.1 : Εισαγωγή Πίνακας 1.1. Ποσοτικό όριο εκπομπών ή στόχοι μείωσης της πρώτης δεσμευτικής περιόδου όπως περιέχονται στο Παράρτημα Β στο Πρωτόκολλο του Κιότο [6]. Κάθε μέλος του Παραρτήματος Ι υποχρεούται να καθιερώσει και να διατηρήσει ένα εθνικό σύστημα για την εκτίμηση των ανθρωπογενών εκπομπών από πηγές και της απομάκρυνσής τους από. Ένα εθνικό σύστημα περιλαμβάνει τις θεσμικές, νομικές και διαδικαστικές απαιτήσεις που είναι απαραίτητες για το σχεδιασμό, την προετοιμασία και τη διατήρηση ενός αρχείου αερίων του θερμοκηπίου με την πάροδο του χρόνου. Ένα εθνικό σύστημα πρέπει να τηρεί τις σχετικές απαιτήσεις και να έχει τεθεί σε εφαρμογή τουλάχιστον ένα χρόνο νωρίτερα από την έναρξη της δεσμευτικής περιόδου, η οποία είναι η 31 Δεκεμβρίου το 2006 (Σχήμα 1.1). Η εφαρμογή ενός εθνικού συστήματος είναι κριτήριο επιλογής για τη συμμετοχή τους μηχανισμούς του Κιότο. Σχήμα 1.1. Χρονοδιάγραμμα συμμόρφωσης με το Πρωτόκολλο του Κιότο [6]

21 Κεφ.1 : Εισαγωγή Το Πρωτόκολλο του Κιότο απαιτεί ότι ένα κράτος-μέλος θα πρέπει να πληροί έξι συγκεκριμένα κριτήρια ώστε να έχει το δικαίωμα να συμμετάσχει στους μηχανισμούς του Κιότο. Τα έξι αυτά κριτήρια είναι τα εξής: I. Το κράτος-μέλος είναι κράτος-μέλος του Πρωτοκόλλου του Κιότο. II. Το αρχικό ανατεθειμένο ποσό του κράτους-μέλους έχει καθιερωθεί και καταγραφεί στη βάση δεδομένων. III. Το εθνικό σύστημα του κράτους-μέλους πρέπει να είναι συμβατό με τις απαιτήσεις, όπως αυτές καθιερώθηκαν στο Άρθρο 5, Παράγραφος 1. IV. Το εθνικό μητρώο του κράτους-μέλους είναι συμβατό με τις απαιτήσεις, όπως αυτές καθιερώθηκαν στο Άρθρο 7, Παράγραφος 4. V. Το κράτος-μέλος έχει καταθέσει την απογραφή με τα πιο πρόσφατα χρόνια και η απογραφή αυτή πληροί τις απαιτήσεις, όπως αυτές καθιερώθηκαν στο Άρθρο 7, Παράγραφος 1. VI. Το κράτος-μέλος έχει καταθέσει πληροφορίες σχετικά με την αναθεμένη του ποσότητα, υπό το άρθρο 7, Παράγραφος 1, και έχει επιτυχώς αναφερθεί για προσθήκες και αφαιρέσεις από την αναθεμένη του ποσότητα. Μόλις το κράτος-μέλος καθιερώσει το δικαίωμά του να συμμετάσχει στους μηχανισμούς του Κιότο, θα συνεχίσει να διατηρεί το δικαίωμα μέχρι και έκτος κι αν ο αρμόδιος φορέας επιβολής καθορίσει ότι δεν είναι συμβατό με ένα από τα κριτήρια συμβατότητας. Κάθε κράτος-μέλος οφείλει να καταθέσει μια ολοκληρωμένη εθνική αναφορά ή μια παραπομπή σε μια πρόσφατη ολοκληρωμένη αναφορά στην αρχική του έκθεση. Αυτή η αναφορά θα πρέπει να περιλαμβάνει το πιο πρόσφατο διαθέσιμο έτος και να καλύπτει όλους τους τομείς της Σύμβασης. Το κράτος-μέλος θα πρέπει επίσης συμπεριλαμβάνει πληροφορίες αναφορικά με τις παραμέτρους που σχετίζονται με την ερμηνεία του όρου «δάσος». Η υποβολή ετήσιας αναφοράς είναι υποχρεωτική με την έναρξη του Πρωτοκόλλου το 2010, όπως αυτό φαίνεται στο Σχήμα 1.1. Παρ όλα αυτά, επειδή η υποβολή της πιο πρόσφατης ετήσιας αναφοράς είναι ένα από τα κριτήρια συμβατότητας για τη συμμετοχή στους μηχανισμούς του Κιότο, ένα κράτοςμέλος μπορεί οικειοθελώς να καταθέσει ετήσια αναφορά και για τα έτη 2008 και 2009 ώστε να διατηρήσει πλήρη συμβατότητα. Η ετήσια αναφορά θα πρέπει να κατατίθεται μέχρι τις 15 Απριλίου του κάθε έτους. Από το 2010 και μετά, κάθε κράτος-μέλος θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει στην ετήσια αναφορά του επιπλέον πληροφορίες για τις εκπομπές και τις απομακρύνσεις

22 Κεφ.1 : Εισαγωγή Μηχανισμοί του Κιότο. Το Πρωτόκολλο του Κιότο επιτρέπει τα κράτη-μέλη του Παραρτήματος Ι να προσθέσουν ή να αφαιρέσουν από την αρχική τους αναθεμένη ποσότητα, και έτσι να αυξήσουν ή να μειώσουν τα επίπεδα των επιτρεπόμενων εκπομπών κατά τη δεσμευτική περίοδο, ανταλλάσοντας μονάδες με άλλα κράτη-μέλη. Αυτές οι προσθήκες και αφαιρέσεις εκτελούνται σύμφωνα με τους επονομαζόμενους μηχανισμούς του Κιότο : Clean Development Mechanism (CDM) Joint Implementation (JI) Emissions Trading System (ETS) Αυτοί οι μηχανισμοί του Κιότο ενισχύουν την ευελιξία των κρατών-μελών του Παραρτήματος Ι στο να πληρούν τις δεσμεύσεις τους για μείωση ή περιορισμό των εκπομπών τους, επιτρέποντάς τους να εκμεταλλευτούν τις χαμηλού-κόστους μειώσεις εκπομπών εκτός των εδαφών τους [6]. Clean Development Mechanism (CDM) Ο Μηχανισμός Καθαρής Ανάπτυξης, όπως ορίζεται στο άρθρο 12 του Πρωτοκόλλου του Κιότο, επιτρέπει στο κράτος-μέλος με μια δέσμευση μείωσης ή περιορισμού εκπομπών (κράτη-μέλη του Παραρτήματος Β) να εφαρμόσει ένα πρόγραμμα μείωσης εκπομπών στις αναπτυσσόμενες χώρες. Τέτοια προγράμματα μπορούν να αποφέρουν μονάδες πιστοποιημένης μείωσης εκπομπών (Certified Emission Reduction, CER) που έχουν τη δυνατότητα να πωληθούν, κάθε μία από τις οποίες ισούται με ένα τόνο διοξειδίου του άνθρακα, και μπορούν να προσμετρηθούν στην εκπλήρωση των στόχων του Πρωτοκόλλου. Ο μηχανισμός μοιάζει σε πολλούς σαν πρωτοπόρος. Είναι η πρώτη παγκόσμια, περιβαλλοντική επένδυση του είδους της και προσφέρει ένα τυποποιημένο εργαλείο αποτύπωσης εκπομπών, τα CERs. Ο μηχανισμός τονώνει την αειφόρο ανάπτυξη και τις μειώσεις εκπομπών, ενώ ταυτόχρονα δίνει τη δυνατότητα ευελιξίας και επιλογών στις βιομηχανικές χώρες για το πώς να επιτύχουν τους στόχους μείωσης και περιορισμού των εκπομπών τους [7]. Joint Implementation (JI) Ο μηχανισμός γνωστός και ως «Κοινή Εφαρμογή», όπως ορίζεται στο άρθρο 6 του Πρωτοκόλλου του Κιότο, επιτρέπει σε ένα κράτος-μέλος του Παραρτήματος Β να κερδίσει μονάδες μείωσης εκπομπών (Emission Reduction Units, ERUs) από τη μείωση εκπομπών ή από την εφαρμογή προγράμματος απομάκρυνσης εκπομπών σε ένα άλλο κράτος-μέλος του Παραρτήματος Β. Κάθε μονάδα ισούται με έναν τόνο διοξειδίου του άνθρακα και μπορεί να προσμετρηθεί στην εκπλήρωση των στόχων

23 Κεφ.1 : Εισαγωγή του Πρωτοκόλλου. Η Κοινή Εφαρμογή δίνει στα κράτη-μέλη τη δυνατότητα ευελιξίας και οικονομικά αποδοτικών τρόπων για την εκπλήρωση μέρος των δεσμεύσεών τους προς στο Πρωτόκολλο του Κιότο, ενώ ταυτόχρονα το άλλο κράτος-μέλος στο οποίο εφαρμόζεται ο μηχανισμός και το πρόγραμμα επωφελείται από μια ξένη επένδυση και από τη μεταφορά τεχνολογίας. Τα προγράμματα που ξεκίνησαν από το 2000 μπορούν να θεωρηθούν ως προγράμματα Κοινής Εφαρμογής αν πληρούν τις σχετικές απαιτήσεις, αλλά οι μονάδες μείωσης εκπομπών (ERUs) μπορούν να εκδοθούν για πιστωτική περίοδο που θα ξεκινάει μετά την έναρξη του 2008 [8]. Σχήμα 1.2. Χρήση μονάδων Κιότο (CERs, ERUs), [10]. Emissions Trading System (ETS) Η Ευρωπαϊκή Ένωση θεσπίζει σύστημα Εμπορίας των Δικαιωμάτων Εκπομπών (ΕΔΕ) αερίων θερμοκηπίου για να επιτευχθεί η μείωσή τους με οικονομικά αποδοτικό τρόπο. Με τη βοήθεια του συστήματος αυτού, η ΕΕ και τα κράτη-μέλη της επιδιώκουν την εκ μέρους τους τήρηση των οικείων υποχρεώσεων περιορισμού των εκπομπών αερίων που συμβάλλουν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου, τις οποίες ανέλαβαν στο πλαίσιο του Πρωτοκόλλου του Κιότο. Οι εγκαταστάσεις που δραστηριοποιούνται στους τομείς της ενέργειας, της παραγωγής και μεταποίησης των σιδηρούχων μεταλλευμάτων, της εξορυκτικής βιομηχανίας και της παραγωγής χαρτιού και χαρτονιού υπόκεινται υποχρεωτικά στο εν λόγω σύστημα ανταλλαγής δικαιωμάτων (Οδηγία 2003/87/ΕΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου). Η συγκεκριμένη Οδηγία έχει ως στόχο να πραγματοποιήσει σημαντικές μειώσεις στις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου με σκοπό να ελαττώσει τις επιπτώσεις των εκπομπών αυτών στο κλίμα. Η ποσότητα δικαιωμάτων που διατίθεται κάθε χρόνο για το σύνολο της Ευρωπαϊκής Ένωσης θα μειωθεί γραμμικά από το Για το 2013, η συνολική ποσότητα δικαιωμάτων για όλη της ΕΕ υπολογίζεται βάσει των εθνικών

24 Κεφ.1 : Εισαγωγή σχεδίων, τα οποία έχουν γίνει αποδεκτά από της Επιτροπή και υλοποιούνται μεταξύ 2008 και Τα κράτη-μέλη θέτουν σε πλειστηριασμό όλα τα δικαιώματα που δεν διατίθενται δωρεάν. Η κατανομή των τίτλων στον πλειστηριασμό πρέπει να γίνεται με τους ακόλουθους τρόπους: 88% κατανέμονται μεταξύ των κρατών-μελών βάσει των εκπομπών τους. 10% κατανέμονται για λόγους αλληλεγγύης και ανάπτυξης. 2% κατανέμονται μεταξύ των κρατών-μελών των οποίων οι εκπομπές αερίων θερμοκηπίου το 2005, οι οποίες ισχύουν για τα κράτη-μέλη δυνάμει του Πρωτοκόλλου του Κιότο, ήταν τουλάχιστον κατά 20% χαμηλότερες με το έτος αναφοράς. Τουλάχιστον το 50% των εισπράξεων από τον πλειστηριασμό των δικαιωμάτων οφείλει να χρησιμοποιείται για τους ακόλουθους σκοπούς: Μείωση των αερίων θερμοκηπίου. Ανάπτυξη Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, καθώς και άλλων τεχνολογιών που συμβάλλουν στη μετάβαση προς μια οικονομία χαμηλών εκπομπών άνθρακα. Μέτρα με στόχο την αποφυγή της αποδάσωσης και μέτρα για την αύξηση της δάσωσης και της αναδάσωσης. Απομόνωση του διοξειδίου του άνθρακα από τα δάση και γεωλογική αποθήκευσή του. Στροφή προς τα χαμηλών εκπομπών και δημόσια μέσα συγκοινωνίας. Ερεύνα στον τομέα της ενεργειακής απόδοσης και των καθαρών τεχνολογιών. Ενίσχυση της ενεργειακής απόδοσης και της μόνωσης [9]. Το 2013 ο μηχανισμός Εμπορίας Δικαιωμάτων Εκπομπών της Ευρωπαϊκής Ένωσης εισήχθη στην τρίτη περίοδο εμπορίας ( ). Είναι ευρύτερη σε έκταση από την πρώτη ( ) και δεύτερη ( ) περίοδο εμπορίας, καθώς προστέθηκαν νέα κράτη-μέλη, νέα αέρια και νέοι τομείς. Μεταξύ του 2005 και του 2013 οι εκπομπές του μηχανισμού ΕΔΕ μειώθηκαν κατά 19%, με το μεγαλύτερο μέρος των μειώσεων να προέρχεται από τον τομέα της παραγωγής κλίνκερ τσιμέντου και ασβέστη. Εκπομπές από εγκαταστάσεις καύσης, οι οποίες αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 70% των εκπομπών της ΕΔΕ και στις οποίες κυριαρχούν οι εκπομπές από παραγωγή ηλεκτρισμού, μειωθήκαν κυρίως λόγω της εξάπλωσης των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας. Στον τομέα του σιδήρου και των διυλιστηρίων η μείωση των εκπομπών οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στη μειωμένη παραγωγή λόγω της οικονομικής κρίσης. Κατά τη διάρκεια της πρώτης περιόδου, σχεδόν όλα τα δικαιώματα διανέμονταν δωρεάν (λιγότερο από το 1% δημοπρατούνταν ή

25 Κεφ.1 : Εισαγωγή πωλούνταν). Στη δεύτερη περίοδο, το 95% των δικαιωμάτων διανέμονταν δωρεάν, ενώ από το 2013 και έπειτα, η μηχανισμός της Εμπορίας Δικαιωμάτων Εκπομπών της ΕΕ προχώρησε σε μια διαδικασία διανομής που βασίζονταν περισσότερο στον πλειστηριασμό σε σχέση με τις πρώτες δύο περιόδους, αλλά που συνέχιζε να υπάρχει ένα πολύ μεγάλο μέρος δικαιωμάτων που διανέμονταν δωρεάν (Σχήμα 1.3) [10]. Η Οδηγία 2004/101/ΕΚ ενισχύει το δεσμό μεταξύ του συστήματος ανταλλαγής δικαιωμάτων εμπορίας της ΕΕ και του Πρωτοκόλλου του Κιότο, καθότι καθιστά συμβατούς με το εν λόγω σύστημα τους λεγομένους μηχανισμούς έργων του Πρωτοκόλλου (Κοινή Εφαρμογή JI και Μηχανισμός Καθαρής Ανάπτυξης CDM). Κατ αυτό τον τρόπο, οι φορείς εκμετάλλευσης θα είναι σε θέση να χρησιμοποιούν τους δύο αυτούς μηχανισμούς στο πλαίσιο του συστήματος ανταλλαγής δικαιωμάτων, ούτως ώστε να τηρούν τις σχετικές υποχρεώσεις τους. Το αποτέλεσμα θα είναι η μείωση του κόστους συμμόρφωσης των εγκαταστάσεων που υπάγονται στο σύστημα. Η εν λόγω Οδηγία αναγνωρίζει επίσης την εγκυρότητα των πιστώσεων που απορρέουν από τα έργα Κοινής Εφαρμογής και Μηχανισμού Καθαρής Ανάπτυξης, όπως τα δικαιώματα εμπορίας εκπομπών, εξαιρουμένων αυτών που παράγονται από πυρηνικές εγκαταστάσεις και αυτών που αφορούν τις χρήσεις γης, την αλλαγή χρήσεων γης και των δραστηριοτήτων έργων δασοκομίας. Όπως αναφέρθηκε ήδη, οι πιστώσεις που απορρέουν από τα έργα JI αποκαλούνται «μονάδες μείωσης εκπομπών, (ERUs)», ενώ οι πιστώσεις που απορρέουν από τα έργα CDM αποκαλούνται «πιστοποιημένες μονάδες μείωσης εκπομπών, (CER)». Η Οδηγία περιέχει επίσης ρυθμίσεις ούτως ώστε οι ERU και CER να μην υπολογίζονται δύο φορές όταν προκύπτουν από δραστηριότητες που έχουν επίσης ως αποτέλεσμα τη μείωση ή τον περιορισμό των εκπομπών εγκαταστάσεων, σύμφωνα με την Οδηγία 2003/87/ΕΚ [9]. Σχήμα 1.3. Ποσότητα των δικαιωμάτων που διατίθεται κάθε χρόνο μέχρι το 2020 βάσει του μηχανισμού ΕΔΕ και προτάσεις πολιτικής μέχρι το Σημείωση: EUAs: European Union Allowances, Cap: ποσότητα δικαιωμάτων. LRF: Linear Reduction Factor [10]

26 Κεφ.1 : Εισαγωγή Τροπολογία της Ντόχα (Doha Amendment) Η Ευρωπαϊκή Ένωση δεσμεύτηκε επίσης και για ένα νέο στόχο υπό το Πρωτόκολλο του Κιότο. Το Συνέδριο των κρατών-μελών (Conference of the Parties, COP18) στη Ντόχα του Κατάρ, καθιέρωσε τη δεύτερη δεσμευτική περίοδο από το 2013 μέχρι το 2020 προβαίνοντας σε τροποποιήσεις στο Πρωτόκολλο του Κιότο. Το πακέτο αυτών των τροποποιήσεων περιλαμβάνει νέα ποσοτικά όρια εκπομπών καθώς και δεσμεύσεις μειώσεων από όσα κράτη-μέλη του Παραρτήματος Ι σκοπεύουν να λάβουν μέρος σε αυτή τη δεύτερη δεσμευτική περίοδο. Συνολικά, η Τροπολογία της Ντόχα θέτει ως στόχο τη μείωση των εκπομπών κατά 18% σε σχέση με τις αντίστοιχες του 1990 για όλα τα κράτη-μέλη που θα συμμετάσχουν (Σχήμα 1.4). Η Ευρωπαϊκή Ένωση, τα 28 μέλη της και η Ισλανδία συμφώνησαν σε ένα κοινό στόχο ποσοτικών ορίων εκπομπών και δεσμεύσεων για μείωση κατά τη δεύτερη δεσμευτική περίοδο, και συγκεκριμένα στη μείωση των εκπομπών στο 20% συγκριτικά με το έτος αναφοράς Το Λιχτενστάιν, η Νορβηγία και η Ελβετία είναι οι τρεις άλλες χώρες μέλη του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Περιβάλλοντος (European Environmental Agency, EEA) που επίσης συμφώνησαν στον ίδιο στόχο για τη δεύτερη δεσμευτική περίοδο. Παρά το γεγονός ότι είχαν θέσει στόχους για την πρώτη δεσμευτική περίοδο, ο Καναδάς, η Ιαπωνία, η Νέα Ζηλανδία και η Ρωσική Ομοσπονδία δεν έθεσαν κάποιους για τη δεύτερη δεσμευτική περίοδο. Τελικώς, οι εκπομπές από τα κράτη που έθεσαν στόχους για αυτή τη δεύτερη δεσμευτική περίοδο αποτελούν μόλις το 14% με 15% των εκπομπών παγκοσμίως [10] Πρόγραμμα 2020 Τον Ιανουάριο του 2007, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή υπέβαλε ένα ολοκληρωμένο σχέδιο-πρόταση για την ενεργειακή/κλιματική αλλαγή που αφορούσε τα θέματα προμήθειας ενέργειας, κλιματικής αλλαγής και βιομηχανικής εξέλιξης. Δύο μήνες αργότερα, οι αρχηγοί των Ευρωπαϊκών Κρατών ενέκριναν το σχέδιο και συμφώνησαν σε μια Ενεργειακή Πολιτική για την Ευρώπη. Το σχέδιο απαιτούσε: Αύξηση 20% στην ενεργειακή απόδοση Μείωση 20% στις εκπομπές αερίου θερμοκηπίου (Πίνακας 1.2) Συμμετοχή των ΑΠΕ σε ποσοστό 20% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας από την ΕΕ μέχρι το Για την επίτευξη του στόχου συμμετοχής Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή πρότεινε μια Οδηγία. Η Οδηγία στοχεύει στην καθιέρωση εθνικών στόχων για την ανανεώσιμη ενέργεια που θα έχουν σαν αποτέλεσμα την επίτευξη του τελικού στόχου συμμετοχής των ΑΠΕ στο 20% της κατανάλωσης ενέργειας μέχρι το Τρεις τομείς εμπλέκονται στην ανανεώσιμη ενέργεια: του

27 Κεφ.1 : Εισαγωγή ηλεκτρισμού, της θέρμανσης και ψύξης και των μεταφορών. Το κράτος-μέλος είναι υπεύθυνο για την τελική απόφαση στη συνεισφορά που θα έχει ο κάθε ένα από τους τομείς αυτούς στην επίτευξη των εθνικών του στόχων, επιλέγοντας τα μέσα που ταιριάζουν καλύτερα στην περίπτωσή του (Σχήμα 1.4). Επίσης, θα δοθεί η ευκαιρία στα κράτη-μέλη να επιτύχουν τους στόχους τους βοηθώντας την ανάπτυξη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε κάποιο άλλο κράτος-μέλος ή σε κάποια χώρα του τρίτου κόσμου. Τέλος, η Οδηγία στοχεύει και στην εξάλειψη εμποδίων για την ανάπτυξη των ΑΠΕ με την απλούστευση της γραφειοκρατίας [11]. Σχήμα 1.4. Στόχοι των κρατών-μελών της ΕΕ για συμμετοχή των ΑΠΕ στην κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας. Σημείωση: Οι στόχοι για τη Νορβηγία και την Ισλανδία, που δεν είναι κράτη-μέλη της ΕΕ, συμφωνήθηκαν να συμπεριληφθούν στο παράρτημα [10]. Πίνακας 1.2. Δεσμεύσεις μείωσης εκπομπών από την ΕΕ και τις χώρες του ΕΟΠ για τη δεύτερη δεσμευτική περίοδο του Πρωτοκόλλου του Κιότο [10]. Κράτος-Μέλος % μείωση συγκριτικά με τις εκπομπές του έτους αναφοράς ΕΕ % Ισλανδία -20 % Λιχτενστάιν -16 % Νορβηγία -16 % Ελβετία -15,8 %

28 Κεφ.1 : Εισαγωγή Η ΕΕ συνεχίζει την πρόοδο για την επίτευξη των τριών ενεργειακών και κλιματικών στόχων που έχουν τεθεί για το Τα επίπεδα κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας το 2012, η τελική κατανάλωση ενέργειας και το μερίδιο των ΑΠΕ στην κατανάλωση ακαθάριστης τελικής ενέργειας ήταν χαμηλότερα από τα προσωρινά επίπεδα στόχων και τα επίπεδα εκπομπών αερίων θερμοκηπίου για το 2013 ήταν πολύ κοντά με τους στόχους που έχουν τεθεί για το 2020, με τις προβλέψεις για το 2020 να δείχνουν άνετη επίτευξη των στόχων. Οι πολιτικές και τα μέτρα που εφαρμόστηκαν για τη μείωση αερίων του θερμοκηπίου, τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης και της ανάπτυξης των ΑΠΕ, έχουν αποτέλεσμα. Βέβαια, η οικονομική κρίση έπαιξε σημαντικό ρόλο επηρεάζοντας την οικονομική δραστηριότητα και συνεπώς τις ανάγκες ενέργειας. Αυτό με τη σειρά του οδήγησε σε πτώση στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου (Greenhouse Gasses, GHG) και προώθησε (στατιστικά) το μερίδιο των ΑΠΕ στην τελική κατανάλωση ενέργειας. Ταυτόχρονα, τα ρίσκα λόγω της οικονομικής κρίσης αναστέλλουν τη μελλοντική πρόοδο: δημιουργήθηκε πλεόνασμα στην Εμπορία Δικαιωμάτων Εκπομπών της ΕΕ, τα οποία και πρέπει να διευθετηθούν επαρκώς, μειώθηκαν οι επενδύσεις σε ΑΠΕ και γενικά στέλνουν ένα παραπλανητικό μήνυμα ότι οι κλιματικοί και ενεργειακοί στόχοι μπορούν να επιτευχθούν με μειωμένη πολιτική προσπάθεια. Πιο συγκεκριμένα, η πρόοδος για κάθε έναν από τους τρεις στόχους, έχει ως εξής (Σχήμα 1.5): Στόχος GHG: Με τη μείωση στις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου να είναι της τάξης του 19% συγκριτικά με τα επίπεδα του 1990, η ΕΕ είναι στην παρούσα στιγμή σε καλό δρόμο για την επίτευξη του στόχου της. Η μείωση κατανάλωσης τελικής ενέργειας, η μείωση στον άνθρακα από ορυκτά καύσιμα, η βελτίωση ενεργειακή απόδοση των μέσων μεταφοράς, αλλά και η αύξηση των μη-ανθρακούχων καυσίμων, όλα έπαιξαν ρόλο στην παρατηρημένη μείωση στις εκπομπές το διάστημα 2005 με 2012, πάντα όμως παράλληλα με την οικονομική κρίση. Από το 2005 μέχρι και το 2008 οι εκπομπές αερίων θερμοκηπίου μειώθηκαν, με το Ακαθάριστο Εθνικό Προϊόν, για το ίδιο χρονικό διάστημα, να αυξάνονται. Αντιθέτως, για το διάστημα 2008 με 2012, τόσο οι εκπομπές όσο και το ΑΕΠ μειώθηκαν. Οι τάσεις αυτές δείχνουν ότι η ΕΕ έχει αποσυνδέσει την αύξηση του Ακαθάριστου Εθνικού Προϊόντος της από τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου ΑτΘ). Βάσει του σχεδιασμού των κρατών-μελών, εκτιμάται ότι η ΕΕ θα επιτύχει και θα ξεπεράσει τους στόχους της για το 2020 αναφορικά με τις εκπομπές ΑτΘ. Στόχος ΑΠΕ: Το 2012, το μερίδιο ΑΠΕ στην κατανάλωση ακαθάριστης τελικής ενέργειας ήταν 14.1%, το οποίο είναι πάνω από το όριο που είχε συμφωνηθεί για το συγκεκριμένο έτος. Παρά την πρόοδο που έχει επιτευχθεί μέχρι σήμερα, η

29 Κεφ.1 : Εισαγωγή απόσταση μέχρι την τελική επίτευξη του στόχου το 2020 απαιτεί επιπλέον προσπάθεια από τα κράτη-μέλη ώστε να υπερπηδήσουν τα όποια εμπόδια (διοικητικά ή εμπόδια υποδομής), αλλά και τις μειώσεις ή καθυστερήσεις στις επενδύσεις λόγω της οικονομικής κρίσης. Η Ευρωπαϊκή Επιτροπή στην τελευταία της έκθεση προόδου για την ανανεώσιμη ενέργεια υπέδειξε στα κράτη-μέλη της την ανάγκη λήψης επιπλέον μέτρων για την τελική επίτευξη των στόχων της. Με αυτές τις επιπλέον προσπάθειες από τα κράτη-μέλη, η Ευρωπαϊκή Ένωση εκτιμάται ότι θα επιτύχει και θα ξεπεράσει τον στόχο του 20% μέχρι το Στόχος Ενεργειακής Απόδοσης: Το 2012, η κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας της ΕΕ ήταν 7,3% κάτω από τα όρια του 2005, ενώ η κατανάλωση τελικής ενέργειας ήταν 7,1% χαμηλότερα συγκριτικά με το ίδιο έτος. Το συγκεκριμένο ποσοστό, θεωρώντας γραμμική μέθοδο, είναι κάτι παραπάνω από αυτό που θα χρειαζόταν για να επιτύχει η ΕΕ τους στόχους της για το Συνεπώς, η ΕΕ είναι σε καλό δρόμο επίτευξης του στόχου της ενεργειακής απόδοσης. Σε συνδυασμό με τις πιθανές επιδράσεις από τα μέτρα ενεργειακής απόδοσης, η οικονομική κρίση συνέβαλε κι αυτή σημαντικά στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας για το Για την επίτευξη επιπλέον προόδου, είναι αναγκαίες επιπλέον προσπάθειες. Οι προσπάθειες αυτές θα πρέπει να εστιάσουν στην εφαρμογή και επιβολή των ήδη υφιστάμενων πολιτικών, αλλά και στην υπερπήδηση κοινών προβλημάτων σχετιζόμενα με τις βελτιώσεις ενεργειακής απόδοσης (π.χ. υψηλό κόστος κεφαλαίου και μειωμένη πρόσβαση σε πληροφορίες) [10]. Σχήμα 1.5. Τωρινή και προβλεπόμενη πρόοδος της ΕΕ-28 αναφορικά με τους στόχους 20 / 20 / 20. Σημείωση: Η οριζόντια γραμμή αντιπροσωπεύει την επίτευξη των στόχων Οι συμπαγείς γραμμές αντιπροσωπεύουν την πρόοδο μέχρι το 2012 (ΑΠΕ, Εν. Απόδοση) ή το 2013 (GHG). Οι διακεκομμένες γραμμές αντιπροσωπεύουν τις προβλεπόμενες εκπομπές ΑτΘ με τα υπάρχοντα μέτρα και πολιτικές, την αναμενόμενη τροχιά των ΑΠΕ και τη γραμμική πορεία του στόχου για την κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας ανάμεσα στα επίπεδα του 2005 και τους στόχους του 2020 [10]

30 Κεφ.1 : Εισαγωγή Σχήμα 1.6. Αλληλεπίδραση μεταξύ των στόχων 20 / 20 / 20 [10] Χάρτης Πορείας για το 2050 Η ευημερία των ανθρώπων, η βιομηχανική ανταγωνιστικότητα και η συνολική λειτουργία της κοινωνίας εξαρτώνται από την ασφαλή, βιώσιμη και οικονομικά προσιτή ενέργεια. Τώρα μελετώνται και κατασκευάζονται οι υποδομές για να τροφοδοτούνται με ενέργεια το 2050 τα σπίτια των πολιτών, η βιομηχανία και οι υπηρεσίες, καθώς και τα κτίρια που θα χρησιμοποιούν οι άνθρωποι. Καθορίζεται ήδη το μοντέλο παραγωγής και χρήσης ενέργειας του Στο πλαίσιο των απαραίτητων μειώσεων από τις αναπτυγμένες χώρες συνολικά, η ΕΕ έχει δεσμευθεί να μειώσει έως το 2050 τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου σε ποσοστό 80%- 95% των επιπέδων του Σήμερα δεν έχουν χαραχθεί επαρκείς κατευθύνσεις ως προς το ποια πρέπει να είναι τα επόμενα βήματα μετά τη στρατηγική για το Το γεγονός αυτό δημιουργεί αβεβαιότητα μεταξύ των επενδυτών, των κυβερνήσεων και των πολιτών. Τα σενάρια στο «χάρτη πορείας για τη μετάβαση σε μια ανταγωνιστική οικονομία χαμηλών επιπέδων εκπομπών άνθρακα το 2050» δείχνουν ότι, εάν αναβληθούν οι επενδύσεις, θα κοστίζουν περισσότερο το 2050 σε σύγκριση με το 2011 και θα δημιουργήσουν μεγαλύτερη αναταραχή μακροπρόθεσμα. Είναι επιτακτική η ανάγκη να χαραχθούν στρατηγικές για την περίοδο μετά το Οι ενεργειακές επενδύσεις χρειάζονται χρόνο για να αποφέρουν αποτελέσματα. Στην τρέχουσα δεκαετία πραγματοποιείται νέος κύκλος επενδύσεων, καθώς πρέπει να αντικατασταθεί η υποδομή που έχει κατασκευαστεί πριν από έτη. Με τη λήψη μέτρων τώρα είναι δυνατόν να αποφευχθούν δαπανηρές αλλαγές σε μεταγενέστερες δεκαετίες και να περιοριστούν οι επιπτώσεις εγκλωβισμού (lock-in). Βασικό επίκεντρο θα πρέπει να παραμείνει η ενεργειακή απόδοση. Η βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης αποτελεί προτεραιότητα σε όλα τα σενάρια για την απαλλαγή από τις εκπομπές άνθρακα. Εάν αυτές υλοποιηθούν ενταγμένες σε ευρύτερο πλαίσιο

31 Κεφ.1 : Εισαγωγή γενικής απόδοσης των πόρων, θα αποφέρουν οικονομικώς συμφέροντα αποτελέσματα ακόμη συντομότερα. Η υψηλότερη ενεργειακή απόδοση σε νέα και υφιστάμενα κτίρια είναι καίρια σημασίας. Τα κτίρια σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας θα πρέπει να αποτελούν πλέον τον κανόνα. Τα κτίρια, συμπεριλαμβανομένων και των κατοικιών, θα μπορούσαν να παράγουν περισσότερη ενέργεια από αυτή που χρησιμοποιούν. Τα προϊόντα και οι συσκευές θα πρέπει να πληρούν τα βέλτιστα πρότυπα ενεργειακής απόδοσης. Στις μεταφορές, απαιτούνται αποδοτικά οχήματα και κίνητρα για αλλαγή της οδικής συμπεριφοράς. Το κέρδος για τους καταναλωτές θα είναι περισσότερο ελεγχόμενοι και προβλέψιμοι λογαριασμοί κατανάλωσης ενέργειας. Με ευφυή συστήματα μέτρησης και τεχνολογίες όπως ο οικιακός αυτοματισμός, οι καταναλωτές θα αποκτήσουν μεγαλύτερη επιρροή στα οικεία πρότυπα κατανάλωσης. Οι επενδύσεις από νοικοκυριά και εταιρείες θα πρέπει να διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στο μετασχηματισμό του ενεργειακού συστήματος. Η μεγαλύτερη πρόσβαση σε κεφάλαια για τους καταναλωτές και τα καινοτόμα επιχειρηματικά μοντέλα είναι καίριας σημασίας. Απαιτούνται επίσης κίνητρα για την αλλαγή συμπεριφοράς, όπως φόροι και επιχορηγήσεις. Γενικά, η ενεργειακή απόδοση πρέπει να ενταχθεί σε ευρεία κλίμακα οικονομικών δραστηριοτήτων. Η δεύτερη σημαντικότερη προϋπόθεση για περισσότερο βιώσιμο και ασφαλέστερο ενεργειακό σύστημα είναι μεγαλύτερο μερίδιο της ενέργειας από ΑΠΕ μετά το Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας θα μετατοπιστούν στο επίκεντρο του ενεργειακού μείγματος στην Ευρώπη και θα καλύπτουν θέματα από την ανάπτυξη της τεχνολογίας έως και τη μαζική παραγωγή και εξάπλωση, από συστήματα μικρής κλίμακας σε συστήματα μεγαλύτερης κλίμακας, ενσωματώνοντας τοπικές και περισσότερο απομακρυσμένες πηγές και μετατρεπόμενες από επιδοτούμενες σε ανταγωνιστικές. Ο ενεργειακός χάρτης πορείας για το 2050 δείχνει ότι η απαλλαγή από τις εκπομπές άνθρακα είναι εφικτή. Ο μετασχηματισμός του ευρωπαϊκού ενεργειακού συστήματος είναι επιτακτικός για λόγους κλίματος, ασφάλειας και οικονομίας. Οι αποφάσεις που λαμβάνονται σήμερα διαμορφώνουν ήδη το ενεργειακό σύστημα του Για να πραγματοποιηθεί έγκαιρα ο απαραίτητος μετασχηματισμός του ενεργειακού συστήματος, χρειάζεται να επιδείξει η ΕΕ πολύ περισσότερο φιλόδοξη πολιτική βούληση και μεγαλύτερη αίσθηση του επείγοντος του θέματος. Οι τιμές της ενέργειας αυξάνονται σε όλη την υφήλιο. Ο χάρτης πορείας δείχνει ότι παρόλο που οι τιμές θα αυξάνονται έως περίπου μέχρι το 2030, τα νέα ενεργειακά συστήματα είναι ικανά να οδηγήσουν σε μείωση των τιμών μετά το έτος αυτό. Το σαφές μήνυμα είναι ότι οι επενδύσεις θα είναι αποδοτικές, από πλευράς οικονομικής μεγέθυνσης, απασχόλησης, μεγαλύτερης ασφάλειας ενεργειακού εφοδιασμού και χαμηλότερου

32 Κεφ.1 : Εισαγωγή κόστους καυσίμων. Ο μετασχηματισμός δημιουργεί ένα νέο τοπίο για την Ευρωπαϊκή βιομηχανία και μπορεί να αυξήσει την ανταγωνιστικότητα. Για να επιτευχθεί αυτό το νέο ενεργειακό σύστημα θα πρέπει να πληρούνται εννέα προϋποθέσεις : 1) Άμεση προτεραιότητα είναι η πλήρης εφαρμογή της ενωτικής στρατηγικής «Ενέργεια 2020». Θα πρέπει να εφαρμοστεί το σύνολο της υφιστάμενης νομοθεσίας και πρέπει να εγκριθούν τάχιστα οι προτάσεις που βρίσκονται σήμερα υπό συζήτηση, ιδίως για την ενεργειακή απόδοση, τις υποδομές, την ασφάλεια και τη διεθνή συνεργασία. 2) Πρέπει να αυξηθεί δραστικά η ενεργειακή απόδοση του ενεργειακού συστήματος και της κοινωνίας στο σύνολό της. 3) Ιδιαίτερη προσοχή θα πρέπει να συνεχίσει να δίνεται στην ανάπτυξη των ΑΠΕ. 4) Μεγαλύτερες δημόσιες και ιδιωτικές επενδύσεις στην έρευνα, την ανάπτυξη και την τεχνολογική καινοτομία είναι ζωτικής σημασίας για την επιτάχυνση της εμπορικής αξιοποίησης όλων των λύσεων χαμηλών εκπομπών άνθρακα. 5) Οι τιμές της ενέργειας θα πρέπει να αντανακλούν καλύτερα το κόστος, ιδίως των νέων επενδύσεων που απαιτούνται σε όλο το ενεργειακό σύστημα. 6) Πρέπει να δημιουργηθεί νέα αίσθηση του επείγοντος χαρακτήρα και της συλλογικής ευθύνης που έχει η ανάπτυξη νέων ενεργειακών υποδομών και αποθηκευτικής δυναμικότητας σε ολόκληρη την Ευρώπη και με τους γείτονές μας. 7) Δε θα υπάρξει κανένας συμβιβασμός σε θέματα ασφάλειας και προστασίας, ανεξαρτήτως αν πρόκειται για τις συμβατικές ή τις νέες πηγές ενέργειας. 8) Πρέπει να αποτελεί τον κανόνα η ευρύτερη και πιο συντονισμένη προσέγγιση από την ΕΕ όσον αφορά τις διεθνείς σχέσεις στον ενεργειακό τομέα, συμπεριλαμβανομένου του διπλασιασμού των προσπαθειών με σκοπό την ενίσχυση της διεθνούς δράσης για το κλίμα 9) Τα κράτη-μέλη και οι επενδυτές χρειάζονται συγκεκριμένα ορόσημα. Το επόμενο βήμα είναι ο καθορισμός του πλαισίου πολιτικής έως το 2030 (ευλόγως προβλέψιμος χρονικός ορίζοντας) το οποίο είναι το επίκεντρο της προσοχής των περισσότερων επενδυτών σήμερα [12] Carbon Capture and Storage (CCS) Η Δέσμευση και Αποθήκευση Άνθρακα (CCS) αφορά τη δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα από σταθμούς παραγωγής ηλεκτρισμού ή βιομηχανικές εγκαταστάσεις, τη μεταφορά του σε προκαθορισμένες τοποθεσίες και την έγχυσή του σε γεωλογικούς σχηματισμούς από του οποίους δεν μπορεί να διαφύγει. Οι κατάλληλοι γεωλογικοί σχηματισμοί μπορεί να είναι υπεράκτιοι ή χερσαίοι, για παράδειγμα σε εξαντλημένα

33 Κεφ.1 : Εισαγωγή κοιτάσματα πετρελαίου ή φυσικού αερίου, ή σε θαλάσσια υδροφόρα στρώματα και αρκετά χιλιόμετρα κάτω από το έδαφος ή την επιφάνεια της θάλασσας [13]. Η διαδικασία CCS έχει τρία στάδια: Δέσμευση: Διαχωρισμός του διοξειδίου του άνθρακα από άλλα αέρια που παράγονται κατά την καύση ορυκτών καυσίμων ή βιοκαυσίμων για την παραγωγή ηλεκτρισμού ή όταν διοξείδιο του άνθρακα παράγεται κατά τη διάρκεια άλλων βιομηχανικών διαδικασιών. Μεταφορά: Μόλις διαχωριστεί, το διοξείδιο του άνθρακα συμπιέζεται μέχρι να φτάσει σε υπερκρίσιμη κατάσταση και μεταφέρεται σε ένα κατάλληλο μέρος γεωλογικής αποθήκευσης. Αποθήκευση: Το διοξείδιο του άνθρακα εγχέεται στο υπέδαφος, σε βάθος που φτάνει και ξεπερνάει ακόμα και το 1 χιλιόμετρο. Η ΕΕ αναγνωρίζεται ως ένας από τους παγκόσμιους ηγέτες στην ανάπτυξη τεχνολογιών CCS. Οι διαδικασίες που περιγράφηκαν δεν είναι καινούργιες. Η δέσμευση και αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα υλοποιείται στη Νορβηγία, στο κοίτασμα αερίου Sleipner, από το Στις ΗΠΑ και τον Καναδά υπάρχουν χιλιάδες χιλιόμετρα αγωγών διοξειδίου του άνθρακα. Αυτή τη στιγμή, 8 εγκαταστάσεις CCS μεγάλης κλίμακας αποθηκεύουν περίπου 23 εκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα κάθε χρόνο παγκοσμίως (Πίνακας 1.3). Με 9 εγκαταστάσεις να είναι αυτή τη στιγμή υπό κατασκευή (2 στον τομέα παραγωγής ηλεκτρισμού), η ετήσια αποθηκευμένη ποσότητα που θα μπορούσε να αυξηθεί σε 37 εκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα ετησίως μέχρι το Η συγκεκριμένη ποσότητα αποτελεί το 70% του στόχου που είχε θέσει ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας για τη μείωση του διοξειδίου του άνθρακα μέσω του μηχανισμού CCS για το 2015 [14]. Βασική πρόκληση είναι η ένταξη της δέσμευσης, μεταφοράς και αποθήκευσης σε μια ενιαία αλυσίδα σε εμπορική κλίμακα, σε σταθμούς παραγωγής ηλεκτρισμού και βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Η πρόκληση αντιμετωπίζεται σε εμπορικής κλίμακας προγράμματα επίδειξης που συγχρηματοδοτούνται από την ΕΕ. Η Ευρωπαϊκή Ένωση υιοθέτησε την Οδηγία CCS στα πλαίσια ενός πακέτου κλιματικών και ενεργειακών μέτρων με στόχο τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου που συμβάλλουν στην κλιματική αλλαγή, ενισχύοντας την ενεργειακή ασφάλεια και βαδίζοντας προς μια οικονομία χαμηλών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Η ΕΕ επιθυμεί την επίτευξη της εμπορικής βιωσιμότητας της CCS, προκειμένου να αρχίσει να πραγματοποιεί τις δυνατότητές της ως σημαντική τεχνολογία μείωσης των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στην ΕΕ και τον κόσμο. Για οικονομικούς λόγους, η CCS πιθανότατα θα αναπτυχθεί πρώτα στον τομέα της παραγωγής ηλεκτρισμού. Η Ευρωπαϊκή Επιτροπή προσδοκά ότι θα περιλαμβάνεται σε μια σειρά τεχνολογιών χαμηλών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και μέτρων ενεργειακής αποδοτικότητας

34 Κεφ.1 : Εισαγωγή που θα συμβάλλουν στη διαδικασία απεξάρτησης του κλάδου ηλεκτροπαραγωγής από τον άνθρακα έως το Αναμένεται να ακολουθήσει μεγάλης κλίμακας εμπορική εφαρμογή της CCS στις εκπομπές βιομηχανικών εγκαταστάσεων, όπως τα εργοστάσια χάλυβα ή σκυροδέματος, που θα ξεκινήσει το 2030 [13]. Πίνακας 1.3. Υφιστάμενες εγκαταστάσεις CCS παγκοσμίως [14]. Εικόνα 1.9. Τυπική Εγκατάσταση CCS [13] Υφιστάμενη Κατάσταση / Εκτίμηση Πορείας προς το 2050 Η αύξηση στις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα παγκοσμίως από την καύση ορυκτών καυσίμων και από διάφορες βιομηχανικές πηγές, στις οποίες οφείλεται το φαινόμενο της υπερθέρμανσης του πλανήτη, παρουσίασε επιβράδυνση το 2012, την ώρα όμως που ο παγκόσμιος ρυθμός αύξησης στις ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα ήταν ιδιαίτερα ψηλός και της τάξης των 2,4 ppm. Οι πραγματικές εκπομπές παγκοσμίως αυξήθηκαν κατά 1,4% μέσα στο 2011, φτάνοντας συνολικά τους 34,5 δις τόνους για το Η τάση στις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα αντικατοπτρίζει κυρίως τις σχετικές με την ενέργεια ανθρώπινες δραστηριότητες, οι οποίες, κατά την περασμένη δεκαετία, καθορίζονταν από οικονομική άνθιση, κυρίως στις αναπτυσσόμενες χώρες. Για το 2012, αξιοσημείωτες τάσεις παρατηρήθηκαν στις τρεις πιο ρυπογόνες χώρες/περιοχές, οι οποίες είναι υπαίτιες για το 56% των συνολικών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα

35 Κεφ.1 : Εισαγωγή παγκοσμίως. Από αυτές τις τρεις, η Κίνα (29% μερίδιο) αύξησε τις εκπομπές της κατά 3%, ποσοστό όμως μικρό συγκρινόμενο με τις ετήσιες αυξήσεις της τάξης του 10% κατά την τελευταία δεκαετία. Στις ΗΠΑ (16% μερίδιο) και στην ΕΕ (11% μερίδιο) οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα μειώθηκαν κατά 4% και 1,6% αντίστοιχα. Επίσης, στην Ινδία και στην Ιαπωνία οι εκπομπές αυξήθηκαν κατά 7% και 6% αντίστοιχα, ενώ η Ρωσία παρουσίασε μείωση 1%. Τέλος, η Ελλάδα παρουσίασε μείωση 1,65% στις συνολικές της εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Η μικρή αυτή αύξηση του 1,1% το 2012 στις παγκόσμιες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα μπορεί να είναι ένα πρώτο σημάδι για τη μείωση του ρυθμού με τον οποίο αυξάνεται το διοξείδιο του άνθρακα και τελικά για τη μείωση των εκπομπών του παγκοσμίως, εάν: a) Η Κίνα επιτύχει τον στόχο της για μέγιστα επίπεδα κατανάλωσης ενέργειας το 2015 και τη στροφή της προς το φυσικό αέριο σε ποσοστό 10% μέχρι το b) Οι ΗΠΑ συνεχίσουν τη στροφή τους προς το ΦΑ και τις ΑΠΕ. c) Τα κράτη-μέλη της ΕΕ συμφωνήσουν να αποκαταστήσουν την αποτελεσματικότητα του μέτρου της Εμπορίας και Διαχείρισης Εκπομπών (ΕΔΕ), ώστε να μειώσουν περαιτέρω τις πραγματικές εκπομπές. Ευρωπαϊκή Ένωση. Η Ευρωπαϊκή Ένωση, σαν σύνολο, παρέμεινε σε οικονομική κρίση το Το Ακαθάριστο Εγχώριο Προϊόν στο συγκεκριμένο έτος μειώθηκε κατά 0,3% σε σύγκριση με αυτό του Ωστόσο, οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα μειώθηκαν κατά 1,6% το 2012 σε σχέση με το 2011, ποσοστό μικρότερο από το 3,1% του Οι κυριότερες αιτίες για τη μείωση είναι: Οι μειωμένες εκπομπές στην πρωτογενή κατανάλωση ενέργειας από την ΕΕ σε πετρέλαιο και αέριο κατά 4% και 2% αντίστοιχα. Οι μειώσεις αυτές οφείλονται στην μειωμένη κατά 1% παραγωγή ηλεκτρισμού και στη μείωση εκπομπών στον κτιριακό τομέα και στον τομέα υπηρεσιών, παρά τον κρύο χειμώνα που παρουσιάστηκε. Μειωμένες εκπομπές από τον τομέα των μεταφορών στην ΕΕ. Μείωση 2% στις εκπομπές από εργοστάσια ηλεκτρισμού και εγκαταστάσεις της κατασκευαστικής βιομηχανίας που συμμετέχουν στο σύστημα ΕΔΕ [14]. Η περίπτωση των ΗΠΑ και Κίνας. Οι ΗΠΑ και η Κίνα είναι οι δύο μεγαλύτερες και ισχυρότερες οικονομίες στον κόσμο και ταυτόχρονα οι δύο μεγαλύτεροι καταναλωτές ενέργειας κατέχοντας επίσης και τα δύο μεγαλύτερα μερίδια εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, που συνολικά φτάνουν το 45%. Γίνεται, συνεπώς, κατανοητή η ανάγκη συνεργασίας των δύο χωρών ώστε να συμβάλλουν από κοινού στην επίλυση του συγκεκριμένου προβλήματος

36 Κεφ.1 : Εισαγωγή μειώνοντας τις συνολικές εκπομπές παγκοσμίως. Πρόσφατα, ο Πρόεδρος των ΗΠΑ, Μπαράκ Ομπάμα και ο κινέζος ομόλογός του Σι Τζινπίνγκ, ανακοίνωσαν από κοινού στόχους για να μειώσουν τις εκπομπές άνθρακα στην περίοδο μετά το Οι στόχοι αυτοί είναι σημαντικοί και την ίδια ώρα αρκετά αισιόδοξοι, βοηθώντας όμως να χτιστεί μια παγκόσμια οικονομία χαμηλών εκπομπών, που χρειάζεται για να αντιμετωπιστεί η κλιματική αλλαγή. Οι ΗΠΑ σκοπεύουν να μειώσουν μέχρι το 2025 τις καθαρές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και λοιπών αερίων του θερμοκηπίου κατά 26%-28% σε σχέση με το 2005, στόχος που είναι τόσο αισιόδοξος όσο και εφικτός. Με τον στόχο αυτό μπαίνουν επίσης στο μονοπάτι μείωσης των εκπομπών κατά 80% μέχρι το Οι ΗΠΑ βρίσκονται ήδη σε καλή πορεία σχετικά με τον στόχο τους που τέθηκε το 2009 και αφορά μείωση εκπομπών κατά 17% μέχρι το 2020 συγκριτικά με το 2005, με τις ΑΠΕ να παίζουν τον πρωτεύοντα ρόλο (η παραγωγή αιολικής ενέργειας τριπλασιάστηκε και της ηλιακής ενέργειας δεκαπλασιάστηκε). Η Κίνα με τη σειρά της, ανακοίνωσε ότι θα επεκτείνει το μερίδιο συνολικής κατανάλωσης ενέργειας που προέρχεται από πηγές μηδενικών εκπομπών (ΑΠΕ και πυρηνική ενέργεια) σε περίπου 20% μέχρι το 2030, βοηθώντας έτσι ταυτόχρονα την επιτάχυνση της στροφής προς οικονομίες καθαρής ενέργειας. Για την επίτευξη του στόχου της, η Κίνα θα χρειαστεί να αναπτύξει έργα συνολικής χωρητικότητας GWatts για παραγωγή πυρηνικής, αιολικής, ηλιακής -και άλλων ανανεώσιμων πηγών- ενέργειας μέχρι το Πρόκειται για μια τεράστια ποσότητα, περίπου ίδια με τη χωρητικότητα από όλα τα τροφοδοτούμενα με κάρβουνο εργοστάσια ηλεκτρισμού αυτή τη στιγμή στην Κίνα και σχεδόν όση η συνολική χωρητικότητα παραγωγής ηλεκτρισμού στις ΗΠΑ [15]. Το 2014 όμως ήταν λίγο διαφορετικό. Όπως ανακοίνωσε ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας, οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από τον τομέα της ενέργειας παγκοσμίως έμειναν στάσιμες, καθιστώντας την έτσι την πρώτη φορά σε 40 χρόνια όπου υπήρξε στασιμότητα ή μείωση στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου που δεν συνοδεύτηκε από καθοδική πορεία της οικονομίας. Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα παγκοσμίως ήταν 32,3 δις τόνοι το 2014, παραμένοντας αμετάβλητες σε σχέση με το προηγούμενο έτος, με τον ΔΟΕ να θεωρεί ότι οι προσπάθειες για μείωση της κλιματικής αλλαγής έχουν μια πιο σαφή επίδραση στις εκπομπές από ότι πιστεύονταν. Επίσης, αυτή η παύση στην αύξηση των εκπομπών αποδίδεται από τον ΔΟΕ στα διαφοροποιημένα πρότυπα κατανάλωσης ενέργειας στην Κίνα και τις χώρες που ανήκουν στον Οργανισμό Οικονομικής Συνεργασίας και Ανάπτυξης (Organisation for Economic Co-operation and Development, OECD). Η Κίνα το 2014 παρουσίασε μεγαλύτερη παραγωγή ηλεκτρισμού από ΑΠΕ, όπως υδραυλική, ηλιακή και αιολική ενέργεια, και λιγότερη καύση κάρβουνου. Στις οικονομίες των χωρών του ΟΟΣΑ, οι πρόσφατες προσπάθειες προώθησης περισσότερης αειφόρου ανάπτυξης,

37 Κεφ.1 : Εισαγωγή περιλαμβάνοντας μεγαλύτερη ενεργειακή αποδοτικότητα και περισσότερη ενέργεια από ΑΠΕ, παράγουν την επιθυμητή επίδραση στην αποσύνδεση της οικονομικής αύξησης από τα αέρια του θερμοκηπίου. Τα τελευταία 40 χρόνια, όπου ο ΔΟΕ συλλέγει δεδομένα για τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, υπήρξαν μόνο τρεις περιπτώσεις στις οποίες οι εκπομπές έμειναν αμετάβλητες ή μειώθηκαν σε σχέση με το προηγούμενο έτος, και οι τρεις όμως ήταν συνδεδεμένες με παγκόσμιες οικονομικές αδυναμίες, όπως τα πρώτα χρόνια του 1980, το 1992 και το Το 2014, αντιθέτως, η παγκόσμια οικονομία επεκτάθηκε κατά 3% [16]. Σχήμα 1.7. Εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα ανά κάτοικο για τις 6 πιο ρυπογόνες χώρες και την ΕΕ από το 1990 μέχρι το 2012 [14]. Όπως φαίνεται και στο Σχήμα 1.7, η χώρα με τις χαμηλότερες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα είναι η Γαλλία με 5,8 τόνους/κάτοικο, κάτι που οφείλεται κυρίως στην ποσότητα πυρηνικής ενέργειας που χρησιμοποιείται. Στον αντίποδα, η χώρα με τις περισσότερες εκπομπές είναι αυτή της Αυστραλίας με 18,8 τόνους/κάτοικο, με την εξάντληση των φυσικών πόρων της χώρας να είναι ο κύριος λόγος για την τόσο μεγάλη ποσότητα. Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα ανά κάτοικο στις ΗΠΑ μειώθηκε το 2012 σε 16.4 τόνους/κάτοικο, ενώ όπως φαίνεται και στο Σχήμα 1.8 οι αντίστοιχη ποσότητα για την Ελλάδα για το 2012 είναι 10 τόνοι/κάτοικο. Στο ίδιο σχήμα παρατηρείται επίσης μια σταδιακή πτώση των εκπομπών ανά κάτοικο στην Ελλάδα σχεδόν από το 2005 και μετά, με την πτώση αυτή να γίνεται ταχύτερη από το 2009, κυρίως λόγω της οικονομικής κρίσης που μαστίζει τη χώρα

38 Mtoe Tonnes CO2eq Κεφ.1 : Εισαγωγή 15 CO2eq per capita (Greece) Σχήμα 1.8. Εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα ανά κάτοικο για την Ελλάδα για τη χρονική περίοδο [17]. Στη συνέχεια ακολουθούν διαγράμματα που αφορούν την κατανάλωση ενέργειας ανά τομέα και ανά τύπο καυσίμου για τη χρονική περίοδο , καθώς και την τελική κατανάλωση ενέργειας ανά τομέα και ανά τύπο καυσίμου για το έτος 2012, τόσο για την Ελλάδα όσο και για την ΕΕ28 στο σύνολό της. Όλα τα διαγράμματα προήλθαν μετά τη συλλογή επίσημων δεδομένων από τη Στατιστική Υπηρεσία της Ευρωπαϊκής Ένωσης (Eurostat) και την επεξεργασία τους με τη βοήθεια του λογισμικού Microsoft Excel [17]. Ευρωπαϊκή Ένωση των 28: Energy Consumption By Sector, EU Other Agric&Fishing Services Households Transport Industry Σχήμα 1.9. Κατανάλωση Ενέργειας ανά τομέα για την ΕΕ28. Χρονική περίοδος: [17]

39 Mtoe Κεφ.1 : Εισαγωγή Energy Consumption By Fuel/Product, EU Wastes, Non- Renewables Heat Electricity Renewables Gases Petroleum and Products Σχήμα Κατανάλωση Ενέργειας ανά τύπο και προϊόν καυσίμου για την ΕΕ28. Χρονική περίοδος: [17]. Final Energy by Sector, EU Transport, 31.8% Households, 26.2% Services, 13.4% Industry Transport Households Services Agric&Fishin g Other Industry, 25.6% Agric&Fishing, 2.3% Other, 0.7% Σχήμα Τελική Κατανάλωση Ενέργειας ανά τομέα για την ΕΕ28 κατά το έτος 2012 [17]. Final Energy by Fuel/Product, EU Petroleum and Products, 39.0% Gases, 22.8% Renewables, 7.2% Solid Fuels Petroleum and Products Gases Renewables Electricity Solid Fuels, 4.3% Heat, 4.4% Electricity, 21.8% Heat Wastes, Non- Renewables Σχήμα Τελική Κατανάλωση Ενέργειας ανά τύπο και προϊόν καυσίμου για την ΕΕ28 κατά το έτος 2012 [17]

40 Mtoe Κεφ.1 : Εισαγωγή Όπως παρατηρείται και από τα σχήματα, υπάρχει μια στασιμότητα χωρίς κάποιες ιδιαίτερες μεταβολές στα ποσοστά κατανάλωσης ενέργειας τόσο ανά τομέα όσο και ανά τύπο και προϊόν καυσίμου για την ΕΕ28 τα τελευταία 12 χρόνια. Μικρή μεταβολή παρουσιάζει ο τομέας της βιομηχανίας για το έτος 2009, που μπορεί εύκολα να αποδοθεί και να εξηγηθεί από τον οικονομική κρίση που ξέσπασε το συγκεκριμένο έτος. Η μεταβολή αυτή συνοδεύτηκε και από αντίστοιχη μείωση στην κατανάλωση πετρελαίου και των προϊόντων του για το ίδιο έτος, ενώ μικρή αύξηση έχει παρουσιαστεί στην κατανάλωση ενέργειας από Φυσικό Αέριο και Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας. Στην τελική κατανάλωση ενέργειας ανά τομέα για το έτος 2012, παρατηρείται μια υπεροχή των τομέων των μεταφορών, νοικοκυριών και βιομηχανίας, με τα αθροιστικά ποσοστά τους να αγγίζουν το 85% (83,6%), με τον τομέα των υπηρεσιών να καταλαμβάνει σχεδόν το υπολειπόμενο ποσοστό. Τέλος, και για το ίδιο έτος, το πετρέλαιο και τα προϊόντα του καταλαμβάνουν τη μερίδα του λέοντος στην τελική κατανάλωση ενέργειας ανά τύπο και προϊόν καυσίμου, με τον ηλεκτρισμό και το αέριο να καταλαμβάνουν αθροιστικά περίπου το 45%. Οι ΑΠΕ μαζί με τα στερεά καύσιμα και την ενέργεια προερχόμενη από θερμότητα συμπληρώνουν την πίτα. Ελλάδα: 25.0 Energy Consumption By Sector, Greece 20.0 Other 15.0 Agric&Fishing 10.0 Services Households 5.0 Transport Industry 0.0 Σχήμα Κατανάλωση Ενέργειας ανά τομέα για την Ελλάδα. Χρονική περίοδος: [17]

41 Mtoe Κεφ.1 : Εισαγωγή Energy Consumption By Fuel/Product, Greece Electricity Renewables 15.0 Gases Petroleum and Products Solid Fuels 0.0 Σχήμα Κατανάλωση Ενέργειας ανά τύπο και προϊόν καυσίμου για την Ελλάδα. Χρονική περίοδος: [17]. Final Energy by Sector, Greece 2012 Households, 29.2% Industry Transport, 37.4% Industry, 17.5% Services, 12.9% Transport Households Services Agric&Fishing Other Other, 1.2% Agric&Fishing, 1.8% Σχήμα Τελική Κατανάλωση Ενέργειας ανά τομέα για την Ελλάδα κατά το έτος 2012 [17]. Final Energy by Fuel/Product, Greece 2012 Renewables, 8.8% Electricity, 26.3% Solid Fuels, 1.2% Solid Fuels Gases, 5.8% Petroleum and Products Gases Petroleum and Products, 57.9% Renewables Electricity Σχήμα Τελική Κατανάλωση Ενέργειας ανά τύπο και προϊόν καυσίμου για την Ελλάδα κατά το έτος 2012 [17]

42 Κεφ.1 : Εισαγωγή Στην περίπτωση της Ελλάδος, η κατάσταση είναι διαφορετική. Σχεδόν σε όλους τους τομείς παρουσιάζεται μείωση στην κατανάλωση ενέργειας από το 2007 περίπου και μετά, με τους τομείς των μεταφορών και των νοικοκυριών να είναι αυτοί στους οποίους παρατηρείται ο μεγαλύτερος ρυθμός μείωσης. Ο μεγαλύτερος αυτός ρυθμός μπορεί να επεξηγηθεί από την προσπάθεια αύξησης της ενεργειακής απόδοσης στα κτίρια στον τομέα των νοικοκυριών, αλλά και στην προώθηση νέων τεχνολογιών χαμηλής κατανάλωσης στα επιβατικά αυτοκίνητα σε συνδυασμό με τη γενικότερη μειωμένη χρήση τους λόγω οικονομικής κρίσης, στον τομέα των μεταφορών. Από το 2007 και έπειτα παρατηρείται επίσης μια σταδιακή μείωση στην κατανάλωση πετρελαίου και των προϊόντων του, με την οικονομική κρίση να είναι ο βασικός υπαίτιος και για τη συγκεκριμένη μείωση, με την κατανάλωση στερεών καυσίμων να έχει σχεδόν εξαλειφθεί από το Στην τελική κατανάλωση ενέργειας για το έτος 2012, ο τομέας των μεταφορών συνεχίζει να κατέχει το μεγαλύτερο ποσοστό με τον τομέα των νοικοκυριών να ακολουθεί με εξίσου μεγάλο ποσοστό (37,4% και 29,2% αντίστοιχα). Τέλος, αίσθηση προκαλεί η μεγάλη εξάρτηση της χώρας από το πετρέλαιο και τα προϊόντα του στην τελική κατανάλωση ενέργειας, κατέχοντας ένα ποσοστό της τάξης τους 57,9%. Ο ηλεκτρισμός και οι ΑΠΕ ακολουθούν, αλλά με εμφανώς μικρότερη συμμετοχή (26,3% και 8,8% αντίστοιχα). Εκτίμηση Πορείας για το 2050 Στα τέλη του 2013, τελειοποιήθηκε και δημοσιεύτηκε από την ΕΕ το «Σενάριο Αναφοράς 2013». Το Σενάριο Αναφοράς εστιάζει ακόμα περισσότερο,, σε σχέση με τα προηγούμενα, στην ενέργεια, στη μεταφορά και τις κλιματικές διαστάσεις των εξελίξεων της ΕΕ, και στις σημαντικές αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στις πολιτικές, συμπεριλαμβάνοντας επίσης συγκεκριμένα τμήματα για τις τάσεις των εκπομπών που δεν σχετίζονται με την ενέργεια. Ο χρονικός του ορίζοντας επεκτάθηκε μέχρι το Τα στοιχεία του είναι βασισμένα στα στοιχεία της Eurostat τη στιγμή της μοντελοποίησης, δηλαδή το έτος Το νέο Σενάριο Αναφοράς 2013 καθορίζει ως βασικό στοιχείο την ανάπτυξη του ενεργειακού συστήματος της ΕΕ υπό τις υπάρχουσες τάσεις και υιοθετημένες πολιτικές. Περιλαμβάνει τις υπάρχουσες τάσεις στον πληθυσμό και στην οικονομική ανάπτυξη και λαμβάνει υπόψη το εξαιρετικά ευμετάβλητο περιβάλλον για τιμές εισαγόμενης ενέργειας τα τελευταία χρόνια. Απεικονίζει οικονομικές αποφάσεις, υποκινούμενες από τις τάσεις της αγοράς και την πρόοδο της τεχνολογίας στο πλαίσιο των διεθνών και ευρωπαϊκών πολιτικών και μέτρων που υιοθετήθηκαν μέχρι την Άνοιξη του 2012 και οι οποίες έχουν ήδη ή θα εφαρμοστούν στα επόμενα χρόνια. Το Σενάριο Αναφοράς 2013 περιλαμβάνει επίσης όλους τους δεσμευτικούς στόχους που τέθηκαν από την ευρωπαϊκή νομοθεσία αναφορικά με την ανάπτυξη των ΑΠΕ και τη μείωση των εκπομπών των αερίων του

43 Κεφ.1 : Εισαγωγή θερμοκηπίου καθώς και την πρόσφατη νομοθεσία που προωθεί την ενεργειακή αποδοτικότητα. Όλοι οι αριθμοί που περιλαμβάνονται αναφέρονται στα 28 κράτημέλη της ΕΕ, εκτός και αν δηλώνεται κάτι διαφορετικό. Σχετικά με την παραγωγή ηλεκτρισμού, οι πρόσφατες πολιτικές και μέτρα που λήφθηκαν από την ΕΕ, προωθούν τη διείσδυση των ΑΠΕ στην παραγωγή ενέργειας. Μέχρι το 2020, το μερίδιο των ΑΠΕ στην παραγωγή ηλεκτρική ενέργειας θα φτάσει το 35%, μια σπουδαία αύξηση σχετικά με το 20% του Μετά το 2020, δεν έχουν τεθεί προς το παρόν κάποιοι δεσμευτικοί στόχοι, παρ όλα αυτά το μερίδιο των ΑΠΕ συνεχίζει να αυξάνει φτάνοντας το 43% για το 2030 και το 50% για το Όπως φαίνεται και στο Σχήμα 1.17, η παραγωγή ηλεκτρισμού από εγκαταστάσεις Φωτοβολταϊκών (Φ/Β) Συστημάτων θα αποτελεί το 4% της παραγωγής το Μετά το 2020, η παραγωγή από Φ/Β συνεχίζει να αυξάνει μέχρι το 6% για το 2030 και το 9% για το έτος Η χωρητικότητα Φ/Β αναμένεται να φτάσει τα 110 GW το 2020, από τα μόλις 30 GW τo 2010, τα 149 GW το 2030 και τα 231 GW το Η χρήση βιομάζας και η καύση απορριμμάτων για παραγωγή ενέργειας επίσης αυξάνουν με το χρόνο, με τη βιομάζα να φτάνει σε μερίδιο ως εισαγόμενο καύσιμο σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς το 16% για το 2020, το 19% για το 2030 και το 26% για το έτος Η υδροηλεκτρική ενέργεια αναμένεται να συνεισφέρει σταθερά όλα τα επόμενα χρόνια στο 10%-11% της συνολικής παραγωγής. Τέλος, η αιολική ενέργεια έχει τη μεγαλύτερη συνεισφορά παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ΑΠΕ, φτάνοντας το 15% της συνολικής καθαρής παραγωγής το 2020, συνεχίζοντας να αυξάνει τα ποσοστά της σε 22% για το 2030 και το 26% μέχρι το Η συνολική χωρητικότητα εγκαταστάσεων παραγωγής αιολικής ενέργειας αυξάνεται σε 205 GW το 2020, σε 305 GW το 2030 και σε 413 GW για το έτος 2050, από τα 85 GW εγκατεστημένης ισχύος το Αξιοσημείωτη είναι επίσης η σταδιακή και συνεχόμενη απεξάρτηση από τον άνθρακα και το λιγνίτη ως καύσιμο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, με το μερίδιο τους να πέφτει από 24% του 2010 σε 20% το 2020, 12% το 2030 και 7% για το 2050, ενώ η πυρηνική ενέργεια διατηρεί ένα σταθερό ποσοστό 21%-22% για όλη τη χρονική περίοδο από το 2020 μέχρι το 2050, έχοντας ξεκινήσει από το 27% του 2010 [18]

44 Κεφ.1 : Εισαγωγή Σχήμα Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας ανά τύπο καυσίμου. Χρονική περίοδος [18]. Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα στην ΕΕ εκτιμάται ότι θα ακολουθήσουν μια συνεχή καθοδική πορεία μέχρι το Η μείωσή του είναι ιδιαίτερα σημαντική, και συγκεκριμένα στον τομέα της παραγωγής ενέργειας, κυρίως ως αποτέλεσμα της Εμπορίας των Δικαιωμάτων Εκπομπών (ΕΔΕ) και προπαντός σε μακροπρόθεσμο ορίζοντα. Στους υπόλοιπους τομείς η μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στις πολιτικές και στα μέτρα που έχουν ληφθεί για την ενεργειακή απόδοση (Σχήμα 1.18). Σχήμα Εξέλιξη εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα ανά τομέα. Χρονική περίοδος [18]. Στο Σχήμα 1.18 φαίνεται ότι η τάση στις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα παρουσιάζει μια πολύ απότομη μείωση στην παραγωγή ενέργειας, φτάνοντας στο 16% του συνολικού μεριδίου το 2050 από το αντίστοιχο του 2005 που ήταν στο 34%. Την ίδια ώρα οι εκπομπές από τον τομέα των μεταφορών αυξάνονται σταδιακά και μακροπρόθεσμα, όσο η παραγωγή ενέργειας γίνεται σχεδόν μηδενικής παραγωγής

45 % Tonnes CO2eq Κεφ.1 : Εισαγωγή διοξειδίου του άνθρακα, ο τομέας των μεταφορών μετατρέπεται στη μεγαλύτερη πηγή εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Τέλος, όλοι οι υπόλοιποι τομείς διατηρούν τα ποσοστά τους σχεδόν ακέραια καθ όλη τη διάρκεια της χρονικής περιόδου από το [18]. 14 GHG Emissions/cap, EU28-Greece EU28 GR Σχήμα Εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου ανά κάτοικο. Σύγκριση μεταξύ ΕΕ28-Ελλάδας. Χρονική περίοδος: Με μπλε και κόκκινο παρουσιάζονται τα υπάρχοντα μέχρι το 2012 δεδομένα, ενώ με πράσινο και κίτρινο οι εκτιμώμενες τιμές μέχρι το 2050 για ΕΕ28 και Ελλάδα αντίστοιχα [17]. 35 Share of energy from RES, EU28-Greece EU28 Greece Σχήμα Μερίδιο ενέργειας από ΑΠΕ. Σύγκριση μεταξύ ΕΕ28-Ελλάδας. Χρονική περίοδος: Με μπλε και κόκκινο παρουσιάζονται τα υπάρχοντα -μέχρι το δεδομένα, ενώ με πράσινο και κίτρινο οι εκτιμώμενες τιμές μέχρι το 2050 για ΕΕ28 και Ελλάδα αντίστοιχα [17]. Στα σχήματα 1.19 και 1.20 φαίνονται η εκτίμηση πορείας των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου ανά κάτοικο και το μερίδιο της ενέργειας που προέρχεται από ΑΠΕ αντίστοιχα, με χρονικό ορίζοντα το Όπως είναι εμφανές οι εκπομπές ακολουθούν καθοδική πορεία τόσο για την ΕΕ28 όσο και για την Ελλάδα και μετά το 2012, με αυτές τις Ελλάδας να φτάνουν σε χαμηλότερα επίπεδα σε σχέση με τις

46 Κεφ.1 : Εισαγωγή αντίστοιχες της ΕΕ28, από το 2020 και έπειτα. Η υφιστάμενη κατάσταση συνεχίζεται και στην περίπτωση του μεριδίου ενέργειας από ΑΠΕ, αφού η συμμετοχή τους παραμένει σταθερά ανοδική μέχρι το 2050 τόσο για την ΕΕ28 όσο και την Ελλάδα. Και σε αυτή την περίπτωση, η Ελλάδα ξεπερνάει την ΕΕ28 από το 2030 και έπειτα Σκοπός Εργασίας Σκοπός της εργασίας είναι ο υπολογισμός του Ανθρακικού Αποτυπώματος μιας μονοκατοικίας στην περιοχή της Θεσσαλονίκης, όπως αυτό προκύπτει αποκλειστικά από τις ενεργειακές της ανάγκες και όχι από ένα γενικότερο σύνολο ενεργειών (π.χ. χρήση Ι.Χ. από τα μέλη της, κατανάλωση τροφίμων κλπ). Ως ενεργειακές ανάγκες της μονοκατοικίας λογίζονται οι ανάγκες για Θέρμανση και Ψύξη, κατανάλωσης Ζεστού Νερού Χρήσης (ΖΝΧ) και η συνολική κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος (ηλεκτρικές συσκευές και φωτισμός). Για τον υπολογισμό των αναγκών Θέρμανσης / Ψύξης χρησιμοποιήθηκε πρόγραμμα ενεργειακής προσομοίωσης σε υπολογιστή, και πιο συγκεκριμένα το λογισμικό Ecotect Analysis 2011 της εταιρίας Autodesk. Μετά την εύρεση των συνολικών αναγκών ενέργειας και με τη χρήση των κατάλληλων τύπων, υπολογίστηκαν οι τελικές εκπομπές άνθρακα -έμμεσες και άμεσες- της μονοκατοικίας. Επίσης, η εργασία ασχολείται με την καταγραφή και αποτύπωση του γενικότερου προβλήματος της κλιματικής αλλαγής, με τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα να αποτελούν τον κύριο υπαίτιο αυτής, καθώς και με τις ενέργειες που έχουν γίνει έως τώρα ή πρόκειται να γίνουν στο μέλλον και οι οποίες έχουν ως βασικό τους γνώμονα τη σταδιακή μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα με χρονικό ορίζοντα τα έτη 2020 και Τέλος, και έχοντας η εργασία ως κεντρικό σημείο αναφοράς τη μονοκατοικία, γίνεται αποτύπωση της γενικότερης κατάστασης που επικρατεί στον κτιριακό τομέα από πλευράς αναγκών και κατανάλωσης ενέργειας στην Ευρώπη και στην Ελλάδα. Γίνεται αναφορά στην τελευταία Οδηγία της Ευρωπαϊκής Ένωσης σχετικά με τα Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ), τους νόμους και τις προϋποθέσεις που τα διέπουν, την υποχρεωτική ένταξή τους από το 2020 και έπειτα, αλλά και στον τρόπο με τον οποίο θα μπορούσε η υπό μελέτη μονοκατοικία να μετατραπεί σε ένα τέτοιο κτίριο

47 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ 2. Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / NZEB Τα κτίρια είναι κέντρο αναφοράς στη ζωή μας. Τα χαρακτηριστικά ενός κτιρίου, η σχεδίασή του, η όψη του και τα τεχνικά του χαρακτηριστικά, όχι μόνο επηρεάζουν την παραγωγικότητά μας, την ευημερία μας, τη διάθεσή μας και τις συναναστροφές μας με τους άλλους, αλλά επίσης καθορίζουν πόση ενέργεια καταναλώνεται σε ένα και από ένα κτίριο και πόση ενέργεια χρειάζεται για τη θέρμανση, την ψύξη και τον κλιματισμό του για τη δημιουργία ενός ευχάριστου περιβάλλοντος. Γνωρίζουμε ότι τα κτίρια προκαλούν σημαντικές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και κυρίως διοξειδίου του άνθρακα, επηρεάζοντας το κλίμα του πλανήτη μας. Με την ανακαίνιση των κτιρίων σε υψηλά πρότυπα ενεργειακής αποδοτικότητας, μπορούμε να αποδείξουμε ότι οι αισιόδοξες ενέργειες μείωσης της κλιματικής αλλαγής μπορούν να επιφέρουν και βελτιώσεις στην ποιότητα ζωής [19]. Σήμερα, οι κτιριακές εγκαταστάσεις είναι υπεύθυνες για το 40% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας και για το 36% των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στην Ευρώπη. Συνεπώς, η μείωση στην κατανάλωση ενέργειας και η χρήση ενέργειας από ΑΠΕ στον κτιριακό τομέα συνιστούν σημαντικά μέτρα, τα οποία και χρειάζεται να ληφθούν ώστε να μειωθεί η εξάρτηση από την ενέργεια, αλλά και οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Η ενδεχόμενη μείωση των εκπομπών από τα κτίρια είναι σημαντική και σχεδόν το 80% των λειτουργικών εξόδων ενός συνηθισμένου καινούργιου κτιρίου, θα μπορούσαν να εξοικονομηθούν μέσα από αρχές ολοκληρωμένης σχεδίασης, συχνά με μηδενικό ή με πολύ μικρό κόστος αναλογικά με τον κύκλο ζωής και τη διάρκεια του μέτρου [20] Κτιριακό Δυναμικό στην Ευρώπη Για να είναι αποδοτικές οι ενέργειες και οι πολιτικές για τη μείωση της επίδρασης των κτιρίων στην κλιματική αλλαγή, χρειάζεται η κατανόηση του υπάρχοντος κτιριακού δυναμικού. Υπολογίζεται ότι στις χώρες τις ΕΕ, τη Νορβηγία και την Ελβετία υπάρχουν 25δις τ.μ. ωφέλιμης επιφάνειας, ενώ η ακαθάριστη επιφάνεια θα μπορούσε να συγκεντρωθεί σε μια έκταση ίσης με αυτή του Βελγίου (30.528τ.χλμ.). Η μισή της συνολικής εκτιμώμενης επιφάνειας τοποθετείται στη Βόρεια και Δυτική Ευρώπη, ενώ το υπόλοιπο 36% και 14% βρίσκεται στο Νότο και στις περιοχές της Κεντρικής & Ανατολικής Ευρώπης αντίστοιχα (Εικόνα 2.1). Ο ετήσιος ρυθμός αύξησης στον κτιριακό τομέα είναι περίπου 1%, την ώρα που οι περισσότερες χώρες παρουσιάζουν μείωση στο ρυθμό κατασκευής νέων κτιρίων τα τελευταία χρόνια, αντικατοπτρίζοντας την επιρροή τις υπάρχουσας οικονομικής κρίσης στον τομέα των κατασκευών

48 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ Εικόνα 2.1. Χώρες που μετέχουν στους υπολογισμούς και κατανομή επιφάνειας [19]. Τα μη-οικιστικά κτίρια καταλαμβάνουν το 25% του συνολικού αποθέματος στην Ευρώπη και απαρτίζουν έναν πιο σύνθετο και ετερογενή τομέα συγκριτικά με τον οικιστικό. Τα κτίρια λιανικού και χονδρικού εμπορίου καταλαμβάνουν το μεγαλύτερο κομμάτι του μη-οικιστικού τομέα, ενώ τα κτίρια γραφείου είναι η δεύτερη μεγαλύτερη κατηγορία με επιφάνεια που φτάνει το ¼ της συνολικής επιφάνειας μη-οικιστικών κτιρίων (Εικόνα 2.2). Εικόνα 2.2. Τα Ευρωπαϊκά κτίρια με μία γρήγορη ματιά [19]. Οι προδιαγραφές επιφάνειας χώρου (εκφραζόμενες μέσω της επιφάνειας δαπέδου που αντιστοιχεί σε κάθε πολίτη) είναι οι υψηλότερες στις χώρες του Βορρά και της Δύσης, ενώ οι χώρες της Κεντρικής και Ανατολικής Ευρώπης παρουσιάζουν τις χαμηλότερες προδιαγραφές τόσο στις μονοκατοικίες όσο και στα διαμερίσματα (Εικόνα 2.3)

49 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ Εικόνα 2.3. Κατοικήσιμη επιφάνεια ανά πολίτη στην Ευρώπη [19]. Σημαντικό μέρος του κτιριακού αποθέματος στην Ευρώπη είναι μεγαλύτερο από 50 ετών, με πολλά κτίρια που σήμερα χρησιμοποιούνται να είναι εκατοντάδων ετών. Περισσότερο από το 40% των κατοικήσιμων κτιρίων κατασκευάστηκαν πριν το 1969 όπου οι ενεργειακές προδιαγραφές στα κτίρια ήταν περιορισμένες. Χώρες με τα πιο ηλικιωμένα κτίρια είναι το Ηνωμένο Βασίλειο, η Δανία, η Σουηδία, η Γαλλία, η Τσεχία και η Βουλγαρία. Την περίοδο μεταξύ 1960 και 1990 ο κατασκευαστικός τομέας γνώρισε μεγάλη άνθηση, με το κτιριακό απόθεμα κατά τη χρονική αυτή περίοδο να υπερδιπλασιάζεται (Εικόνα 2.4). Εικόνα 2.4. Ηλικιακή κατηγοριοποίηση του κτιριακού αποθέματος στην Ευρώπη [19]. Το μεγαλύτερο μερίδιο του οικιστικού κτιριακού δυναμικού τελεί υπό ιδιωτικής ιδιοκτησίας, ενώ το 20% αποδίδεται σε καθαρά δημόσια ιδιοκτησία. Η κοινωνική εστίαση συνήθως είναι πλήρους ιδιοκτησίας του δημόσιου τομέα, αλλά τα τελευταία χρόνια υπάρχει μια αυξανόμενη τάση προς την ιδιωτική συμμετοχή όπως στην περίπτωση της Ιρλανδίας, Αγγλίας, Γαλλίας και Δανίας, την ώρα που στην Ολλανδία η κοινωνική εστίαση είναι πλήρους ιδιοκτησίας του ιδιωτικού τομέα. Επίσης, τουλάχιστον το 50% των οικιστικών κτιρίων κατοικούνται από τον ίδιο τον ιδιοκτήτη σε όλες τις χώρες. Οι χώρες με το μεγαλύτερο μερίδιο ιδιωτικών ενοικιάσεων είναι η Ελβετία, η Ελλάδα και η Τσεχία και οι χώρες με σημαντικό μερίδιο στα δημόσια νοικιαζόμενα διαμερίσματα είναι η Αυστρία, το Ηνωμένο Βασίλειο, η Τσεχία, η

50 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ Ολλανδία και η Γαλλία. Τέλος, το ιδιοκτησιακό προφίλ στον μη-οικιστικό τομέα είναι περισσότερο ετερογενές και η ιδιωτική ιδιοκτησία μπορεί να κυμαίνεται από το χαμηλό 20% μέχρι το 90% από χώρα σε χώρα (Εικόνα 2.5) [19]. Εικόνα 2.5. Κατοχή των οικιστικών κτιρίων στην Ευρώπη. Σημείωση: Οι μονάδες είναι σε αριθμό διαμερισμάτων, εκτός από τη Γαλλία που είναι σε τμ. [19] Ο δρόμος προς τα Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Σύμφωνα με την αναθεωρημένη Οδηγία 2010/31 της ΕΕ για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων (Energy Performance of Buildings Directive, EPBD), όλα τα κράτη-μέλη πρέπει να διαβεβαιώσουν ότι μέχρι τις 31 Δεκεμβρίου του 2020 όλα τα νέα κτίρια θα είναι Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) και ότι μετά τις 31 Δεκεμβρίου το 2018, όλα τα νέα κτίρια που κατοικούνται ή αγοράζονται από τις δημόσιες αρχές θα είναι επίσης ΚΣΜΚΕ. Πρακτικά, κάτι τέτοιο σημαίνει ότι μέσα στα επόμενα 5 χρόνια όλα τα νέα κτίρια θα παρουσιάζουν πολύ υψηλή ενεργειακή απόδοση και οι μειωμένες ή πολύ χαμηλές ενεργειακές τους ανάγκες θα καλύπτονται σε μεγάλο βαθμό από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας. Αυτή η πολύ αισιόδοξη δέσμευση υποστηρίζει πλήρως τις ραγδαίες μειώσεις στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, όπως αυτές αναγνωρίστηκαν από την 4 η και 5 η έκθεση της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Αλλαγή του Κλίματος (IPCC) των Ηνωμένων Εθνών, καθώς είναι αναγκαίες για να αποφύγουμε τον κίνδυνο μιας μη-αναστρέψιμης κλιματικής αλλαγής. Επίσης, η τάση προς τα κτίρια πολύ χαμηλής ενέργειας θα πυροδοτήσει μια βαθιά μεταμόρφωση της αγοράς στον κατασκευαστικό τομέα, ενώ θα επιφέρει και σημαντική ανάπτυξη στην αγορά των πολύ αποδοτικών τεχνολογιών. Αυτή η ανάπτυξη της αγοράς έχει σημαντική προοπτική εργασίας και, σύμφωνα με

51 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ τις εικασίες, μπορούν να δημιουργηθούν εκατοντάδες χιλιάδες νέες θέσεις εργασίας σε όλη την Ευρώπη. Αναγνωρίζοντας την ποικιλία στην κουλτούρα γύρω από τα κτίρια στις χώρες της ΕΕ, αλλά και το διαφορετικό κλίμα από χώρα σε χώρα, η Οδηγία για την Ενεργειακή Απόδοση των Κτιρίων απαιτεί από τα κράτη-μέλη της ΕΕ να αναπτύξουν εθνικούς ορισμούς και σχεδιάσουν εθνικά σχέδια για τα ΚΣΜΚΕ, αντικατοπτρίζοντας συγκεκριμένες εθνικές και τοπικές συνθήκες. Συνεπώς, είναι καίριας σημασίας η ύπαρξη αειφόρων, εύρωστων και ευέλικτων ορισμών για κάθε χώρα κράτος-μέλος της ΕΕ, καθώς και Ευρωπαϊκών προδιαγραφών για την επιτυχή εφαρμογή της Οδηγίας, για να μπορέσουμε να συνειδητοποιήσουμε την προοπτική εξοικονόμησης και για τη μεγιστοποίηση των κοινωνικό-οικονομικών προτερημάτων. Περισσότερο από το ¼ του κτιριακού δυναμικού το 2050 ακόμα δεν έχει καν κατασκευαστεί και συνεπώς χρειάζονται περισσότερες προσπάθειες για την ενίσχυση της αποτελεσματικής εφαρμογής των κτιρίων χαμηλής ενέργειας στην Ευρώπη προσφέροντας καθοδήγηση, κοινές προοπτικές και ελέγχους ποιότητας των ιδεών [20] Ορισμός και Κατηγοριοποίηση Σύμφωνα με την ίδια Οδηγία (2010/31/ΕΕ), καθορίζεται ότι ένα ΚΣΜΚΕ είναι ένα κτίριο που έχει υψηλή ενεργειακή απόδοση και ότι η σχεδόν μηδενική ή πολύ μικρή ποσότητα ενέργειας που χρειάζεται θα πρέπει να καλύπτεται σε σημαντικό βαθμό από ενέργεια προερχόμενη από ΑΠΕ, περιλαμβάνοντας και την ενέργεια που προέρχεται από ΑΠΕ και παράγεται επί τόπου ή κάπου κοντά στο κτίριο. Ως «ενεργειακή απόδοση» καθορίζεται η υπολογισμένη ή μετρημένη ποσότητα ενέργειας που χρειάζεται για να καλυφθούν οι ενεργειακές ανάγκες που σχετίζονται με την τυπική χρήση του κτιρίου, η οποία περιλαμβάνει, μεταξύ άλλων, την ενέργεια που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση, την ψύξη, τον κλιματισμό, το ζεστό νερό χρήσης και το φωτισμό. Ο ορισμός αυτός υπαινίσσεται (ή θα έπρεπε να υπαινίσσεται, καθώς είναι λίγο διφορούμενος) ότι το ηλεκτρικό ρεύμα που καταναλώνεται από όλες τις ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές συσκευές ενός κτιρίου, θα πρέπει επίσης να προμηθεύεται από ΑΠΕ, και όχι μόνο για τη θέρμανση, την ψύξη, τον κλιματισμό και το φωτισμό. Στην πραγματικότητα, η ενεργειακή απόδοση ενός ΚΜΚΕ (Zero Energy Building, ZEB) ή καλύτερα- οικονομικά καθαρού ΚΜΚΕ (ΝΖΕΒ, όπου το Ν σημαίνει «Net» και όχι «Nearly»), μπορεί να προσδιορισθεί σε ποικίλους τρόπους. Διαφορετικοί ορισμοί μπορεί να είναι κάθε φορά κατάλληλοι, ανάλογα και με τη μέθοδο υπολογισμού που χρησιμοποιήθηκε, και συγκεκριμένα : net-zero site energy (επί τόπου ενέργεια), net-zero source energy (ενέργεια από την πηγή), netzero energy costs (ενεργειακά κόστη), and net-zero energy emissions (ενεργειακές εκπομπές) :

52 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ Net-zero site energy: Ένα επί τόπου ΝΖΕΒ παράγει ανανεώσιμη ενέργεια τουλάχιστον ίση με την ενέργεια που καταναλώνει σε ένα χρόνο, όταν αυτή υπολογίζεται μόνο για τη χρήση του κτιρίου. Net-zero source energy: Ένα ΝΖΕΒ πηγής παράγει (ή προμηθεύεται) ανανεώσιμη ενέργεια τουλάχιστον ίση με την ενέργεια που καταναλώνει σε ένα χρόνο, όταν αυτή υπολογίζεται από την πηγή της. Η ενέργεια πηγής αναφέρεται στην πρωτογενή ενέργεια που χρησιμοποιείται για την εξόρυξη, την επεξεργασία, την παραγωγή και την παράδοση της ενέργειας στο κτίριο. Net-zero energy costs: Σε ένα ΝΖΕΒ κόστους, η ποσότητα των χρημάτων που πληρώνεται ο ιδιοκτήτης του κτιρίου για την ανανεώσιμη ενέργεια που προμηθεύει στο δίκτυο είναι τουλάχιστον ίση με την ποσότητα χρημάτων που ο ιδιοκτήτης πληρώνει για τις υπηρεσίες ενέργειας και την ενέργεια που καταναλώνει σε ένα χρόνο. Net-zero emissions: Ένα οικονομικώς καθαρό κτίριο μηδενικών εκπομπών παράγει (ή προμηθεύεται) αρκετή ανανεώσιμη ενέργεια απαλλαγμένη από εκπομπές, ώστε να αντισταθμίσει τις εκπομπές από όλη την ενέργεια που καταναλώνεται από το κτίριο ετησίως. Ο άνθρακας και τα οξείδια του αζώτου και του θείου είναι οι συνήθεις εκπομπές που αντισταθμίζονται. Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της χρήσης καθενός από τους ορισμούς φαίνονται στον Πίνακα 2.1 [20]. Πίνακας 2.1. Μελέτη των διαφορετικών ορισμών ενός ΖΕΒ [20]. Ορισμός Υπέρ Κατά Άλλα θέματα Site ZEB Εύκολο στην εφαρμογή Επαληθεύσιμο με επί τόπου μετρήσεις Συντηρητική προσέγγιση στην επίτευξη των ΖΕΒ Δεν υπάρχει εξωτερική επίδραση στην επίδοση, μπορεί να επιτύχει με την πρόοδο του χρόνου Εύκολη κατανόηση και επικοινωνία ανάμεσα στην κτιριακή κοινότητα Ενθαρρύνει τα σχέδια ενεργειακά αποδοτικών κτιρίων Απαιτείται περισσότερη εξαγωγή ανανεώσιμης ενέργειας για την εξισορρόπηση της καταναλισκόμενης ενέργειας από ορυκτά καύσιμα Δεν λαμβάνει υπόψη όλα τα κόστη χρήσης Δεν είναι ικανό να εξομοιώσει τύπους καυσίμου Δε μετράει για τις μηενεργειακές διαφορές ανάμεσα στους τύπους καυσίμου (ρύπανση, επάρκεια προμήθειας)

53 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ Source ZEB Cost ZEB Emission ZEB Εύκολο να εξομοιώσει την αξία των καυσίμων που χρησιμοποιούνται επί τόπου Καλύτερο μοντέλο για επίδραση στα εθνικά ενεργειακά συστήματα Ευκολότερο ΖΕΒ προς επίτευξη Εύκολο στην εφαρμογή και στη μέτρηση Επιτρέπει τον έλεγχο ζήτησηςανταπόκρισης Επαληθεύσιμο από τους λογαριασμούς Καλύτερο μοντέλο για πράσινη ενέργεια Μετράει για τις μη-ενεργειακές διαφορές ανάμεσα στους τύπους καυσίμου (ρύπανση, αέρια θερμοκηπίου) Ευκολότερο ΖΕΒ προς επίτευξη Δε μετράει για τις μηενεργειακές διαφορές ανάμεσα στους τύπους καυσίμου (ρύπανση, επάρκεια προμήθειας) Οι υπολογισμοί στην πηγή είναι πολύ διευρυμένοι (δεν περιλαμβάνουν τις τοπικές ή καθημερινές διακυμάνσεις παραγωγής ηλ.ενέργειας) Δεν λαμβάνει υπόψη όλα τα κόστη ενέργειας Μπορεί να μην επιφέρει κάποια επιρροή στο εθνικό δίκτυο ζήτησης, καθώς η επιπλέον παραγωγή από Φ/Β μπορεί να είναι πιο χρήσιμη στη μείωση της ζήτησης με την επί τόπου αποθήκευση από την εξαγωγή στο δίκτυο Χρειάζεται συμφωνίες συμψηφισμού ενέργειας ώστε το εξαγόμενο ηλ.ρεύμα να μπορεί να αντισταθμίσει τις ενεργειακές και τις μηενεργειακές φορτίσεις. Οι εξαιρετικά ευμετάβλητες ενεργειακές διακυμάνσεις καθιστούν δύσκολη την προοδευτική παρακολούθηση Ανάγκη ανάπτυξης συντελεστών μετατροπής από τον τόπο προς την πηγή, που απαιτούν σημαντική ποσότητα πληροφοριών προς προσδιορισμό Η αντιστάθμιση των μηνιαίων υπηρεσιών και των χρεώσεων υποδομών απαιτεί την κίνηση πέρα από τα όρια των ΖΕΒ Ο συμψηφισμός ενέργειας δεν είναι ευρέως καθιερωμένος, συνήθως με όρια χωρητικότητας Χρειάζεται κατάλληλους συντελεστές εκπομπής Οι ορισμοί αυτοί, ωστόσο, είναι ατελείς αν δεν συνοδεύονται από μια επιλογή ανάμεσα στην επί τόπου και στην εκτός τόπου προμήθεια Ανανεώσιμης Ενέργειας (η Οδηγία προτιμάει την επί τόπου προμήθεια), αλλά και στην περίπτωση της επί τόπου προμήθειας, χρειάζεται να προσδιορίζεται εάν το επί τόπου σημαίνει μέσα στα όρια του κτιρίου ή αν περιλαμβάνει και την περιοχή γύρω από το κτίριο. Επίσης, για την ΑΕ που παράγεται εκτός τόπου υπάρχουν δύο επιλογές: ΑΠΕ που παράγονται εκτός τόπου, αλλά η μετατροπή ενέργειας γίνεται επί τόπου (όπως π.χ. βιομάζα, ξύλα πέλλετς, αιθανόλη και βιοντίζελ) ή ΑΠΕ που παράγονται και γίνεται και η μετατροπή

54 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ τους σε αξιοποιήσιμη ενέργεια εκτός τόπου (όπως π.χ. η «πράσινη προμήθεια» ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται σε ένα μακρινό αιολικό ή Φ/Β πάρκο) [21]. Μολονότι όλες οι προσπάθειες επίτευξης ενός ΚΣΜΚΕ είναι πολύτιμες, μπορεί να γίνει κατηγοριοποίηση ενός ΚΣΜΚΕ βασιζόμενη στις επιλογές προμήθειας ανανεώσιμης ενέργειας που χρησιμοποιούνται και στους ορισμούς που συναντώνται. Ένα κτίριο που εξομοιώνει όλη του την κατανάλωση ενέργειας από ΑΠΕ που είναι διαθέσιμες μέσα στα όρια του κτιρίου είναι στην κορυφή του συστήματος κατηγοριοποίησης ενός ΚΣΜΚΕ, με «κωδικό» ΚΣΜΚΕ:Α. Ένα κτίριο που επιτυγχάνει τον ορισμό ενός ΚΣΜΚΕ μέσω ενός συνδυασμού επί τόπου ΑΕ και εκτός τόπου προμήθειας Μονάδων Ανανεώσιμης Ενέργειας (Renewable Energy Credits, RECs) τοποθετείται στην χαμηλότερη κλίμακα κατηγοριοποίησης ενός ΚΣΜΚΕ, με «κωδικό» ΚΣΜΚΕ:Δ. Ο Πίνακας 2.2 παρουσιάζει μια μέθοδο με το πώς τα ΚΣΜΚΕ θα μπορούσαν να κατηγοριοποιηθούν με βάση ποια επιλογή ΑΠΕ χρησιμοποιούν. Συνοψίζει επίσης το πώς οι ορισμοί για τα ΚΣΜΚΕ εφαρμόζονται στο σύστημα κατηγοριοποίησής του. Ο στόχος αυτού του τύπου κατηγοριοποίησης είναι η ενθάρρυνση των ιδιοκτητών και των σχεδιαστών κτιρίων να χρησιμοποιούν πρώτα όλες τις δυνατές αποδοτικές στρατηγικές χρήσης οικονομικά αποδοτικής ενέργειας και έπειτα να χρησιμοποιήσουν ΑΠΕ και τεχνολογίες που βρίσκονται μέσα στο κτίριο. Όταν όλες αυτές οι δυνατές αποδοτικές στρατηγικές έχουν εκμεταλλευτεί, θα πρέπει να εξερευνηθούν οι εκτός τόπου επιλογές, εάν αυτό είναι απαραίτητο. Οι ταξινομήσεις είναι κατά σειρά προτίμησης, με το ΚΣΜΚΕ:Α να είναι η υψηλότερη κατηγορία. Για να καταφέρει ένα κτίριο να επιτύχει μια συγκεκριμένη κατηγοριοποίηση, θα πρέπει να φτάσει σε μία συγκεκριμένη θέση ΚΣΜΚΕ χωρίς όμως να χρειάζεται πηγές μια χαμηλότερης κατηγορίας. Για παράδειγμα, έστω ένα ΚΣΜΚΕ το οποίο χρησιμοποιεί Φ/Β τοποθετημένα σε χώρο παρκινγκ του κτιρίου και διαθέτει καυστήρα βιομάζας, ενώ προμηθεύεται και ορισμένα RECs. Εάν τα Φ/Β που βρίσκονται στο παρκινγκ παράγουν αρκετή ενέργεια για εξομοιώσουν τις ετήσιες συνολικές ανάγκες ενέργειας του κτιρίου (Θ/Ψ/Κ, φωτισμός και ηλεκτρικές συσκευές), τότε το κτίριο θα ήταν κατηγορίας ΚΣΜΚΕ:Β παρά τη χρήση ανανεώσιμης ενέργειας από χαμηλότερη κατηγορία. Ωστόσο, εάν χρειάζεται η ενέργεια τόσο από τα Φ/Β όσο και από τη βιομάζα για την εξομοίωση των ετήσιων ενεργειακών αναγκών του κτιρίου, τότε το κτίριο θα ήταν κατηγορίας ΚΣΜΚΕ:Γ. Τέλος, εάν η ενέργεια από τα Φ/Β και τη βιομάζα δεν επαρκούσαν για την κάλυψη των αναγκών του κτιρίου, και αυτές καλύπτονταν από τα προμηθευόμενα RECs, τότε το κτίριο θα ήταν κατηγορίας ΚΣΜΚΕ:Δ

55 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ Κτίρια κατηγορίας ΚΣΜΚΕ:Α Τα κτίρια κατηγορίας ΚΣΜΚΕ:Α παράγουν και χρησιμοποιούν ενέργεια μέσω ενός συνδυασμού ενεργειακής αποδοτικότητας και ΑΕ που παράγεται εντός του κτιρίου και γι αυτό το λόγο μπορούν να θεωρηθούν και ως επί τόπου ΚΣΜΚΕ. Αν οι πολλαπλασιαστές πηγής και εκπομπών για ένα ΚΣΜΚΕ:Α είναι υψηλοί κατά τις φορές χρήσης της ωφέλιμης ενέργειας, αλλά χαμηλοί κατά τις φορές όπου το ΚΣΜΚΕ προμηθεύει με ενέργεια το δίκτυο, η επίτευξη μια θέσης ως ΚΣΜΚΕ πηγής ή εκπομπών, είναι μάλλον δύσκολη. Ο χαρακτηρισμός του ως ΚΣΜΚΕ κόστους είναι επίσης δύσκολος και εξαρτάται από τις πολιτικές συμψηφισμού ενέργειας της περιοχής. Κτίρια κατηγορίας ΚΣΜΚΕ:Β Τα κτίρια κατηγορίας ΚΣΜΚΕ:Β παράγουν και χρησιμοποιούν ενέργεια μέσω ενός συνδυασμού ενεργειακής αποδοτικότητας, ΑΕ που παράγεται εντός του κτιρίου και ΑΕ που παράγεται στην ευρύτερη περιοχή γύρω από αυτό. Συνεπώς πληρούν τις προϋποθέσεις ώστε να χαρακτηριστούν ως επί τόπου ΚΣΜΚΕ. Αν οι πολλαπλασιαστές πηγής και εκπομπών ενός ΚΣΜΚΕ:Β είναι υψηλοί κατά τις φορές χρήσης της ωφέλιμης ενέργειας αλλά χαμηλοί κατά τις φορές όπου το ΚΣΜΚΕ προμηθεύει με ενέργεια το δίκτυο, η επίτευξη μιας θέσης ως ΚΣΜΚΕ πηγής ή εκπομπών, είναι μάλλον δύσκολη. Ο χαρακτηρισμός του ως ΚΣΜΚΕ κόστους είναι επίσης δύσκολος και εξαρτάται από τις πολιτικές συμψηφισμού ενέργειας της περιοχής. Κτίρια κατηγορίας ΚΣΜΚΕ:Γ Τα κτίρια κατηγορίας ΚΣΜΚΕ:Γ χρησιμοποιούν τις ίδιες στρατηγικές ΑΕ όπως περιγράφηκαν για τα ΚΣΜΚΕ:Α και/ή τα ΚΣΜΚΕ:Β στο μέγιστο δυνατό βαθμό. Αυτά τα κτίρια χρησιμοποιούν επίσης και μια 3 η επιλογή, Ανανεώσιμες Πηγές που βρίσκονται εκτός κτιρίου και μεταφέρονται εντός αυτού για την παραγωγή ενέργειας. Πιθανόν να μπορούν να χαρακτηριστούν ως επί τόπου ΚΣΜΚΕ, πηγής και εκπομπών, εξαιτίας της χρήσης Ανανεώσιμων Πηγών. Η επίτευξη μιας θέσης ενός ΚΣΜΚΕ:Γ πηγής και εκπομπών ίσως είναι δύσκολη αν χρησιμοποιούνται Ανανεώσιμες μηδενικού άνθρακα, όπως τα ροκανίδια, ή εάν έχει δυσμενείς πολλαπλασιαστές άνθρακα και πηγής. Αυτό μπορεί να συμβεί εάν το ΚΣΜΚΕ εξάγει ενέργεια η χρήση της οποίας έχει μικρή επίδραση ως προς τον άνθρακα, αλλά εισάγει ενέργεια με υψηλή ανθρακική επίδραση. Τα ΚΣΜΚΕ:Γ συνήθως δεν επιτυγχάνουν την επίτευξη μιας θέσης ως ΚΣΜΚΕ κόστους, αφού τα ανανεώσιμα υλικά προμηθεύονται και πρέπει να μεταφερθούν στην ευρύτερη περιοχή του κτιρίου

56 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ Θα ήταν πολύ δύσκολο να γίνει απόσβεση αυτών των εξόδων από οποιαδήποτε αποζημίωση θα επέφερε η παραγωγή ΑΕ. Κτίρια κατηγορίας ΚΣΜΚΕ:Δ Τα κτίρια κατηγορίας ΚΣΜΚΕ:Δ χρησιμοποιούν τις ίδιες στρατηγικές ΑΕ όπως περιγράφηκαν για τα ΚΣΜΚΕ:Α, ΚΣΜΚΕ:Β και/ή τα ΚΣΜΚΕ:Γ. Οι επί τόπου ανανεώσιμες στρατηγικές χρησιμοποιούνται στο μέγιστο δυνατό βαθμό. Αυτά τα κτίρια χρησιμοποιούν επίσης και μια 4 η επιλογή, προμηθευόμενα πιστοποιημένη «εκτός τόπου» ΑΕ, όπως ο ωφέλιμος άνεμος και RECs από πιστοποιημένες πηγές. Μόλις όλη η οικονομικά δυνατή αποδοτικότητα και οι επί τόπου στρατηγικές ΑΕ έχουν πλήρως εκμεταλλευτεί, εκτός τόπου επιλογές θα πρέπει να εξεταστούν αν καθίσταται αναγκαίο. Τα ΚΣΜΚΕ:Δ ίσως να μπορούν να χαρακτηριστούν ως ΚΣΜΚΕ πηγής και εκπομπών ένα προμηθεύονται αρκετή ΑΕ και έχουν ευνοϊκού παράγοντες πηγής και εκπομπών. Δεν μπορούν, υπό καμία προϋπόθεση, να χαρακτηριστούν ως επί τόπου ΚΣΜΚΕ και ΚΣΜΚΕ κόστους [22]. Πίνακας 2.2. Εφαρμόζοντας τους ορισμούς ενός ΚΣΜΚΕ στο σύστημα κατηγοριοποίησης [22]. Όποιος κι αν είναι ο ορισμός, ένα ΚΣΜΚΕ αντιπροσωπεύει τεράστια αλλαγή σε τεχνικά, οικονομικά και πολιτισμικά επίπεδα: τεχνικά επειδή επιβάλλει ένα νέο τρόπο στο σχεδιασμό και στην κατασκευή των κτιρίων, οικονομικά επειδή επιβάλλει σε

57 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ κάποιον να μην κοιτάει μόνο το κόστος επένδυσης, αλλά και το κόστος λειτουργίας, και τέλος πολιτισμικά, επειδή είναι αναπόφευκτο ότι η γλώσσα της αρχιτεκτονικής οφείλει να αλλάξει (Butera, 2010). Ο στόχος μηδενικής ενέργειας αποτελεί επίσης πρόκληση για την ιδέα της ευελιξίας όσον αφορά τη χρήση του στα κτίρια: η τροποποίηση της εσωτερικής διαρρύθμισης, της λειτουργίας των χώρων περιλαμβάνει και μια αλλαγή από την ισορροπία παραγωγής-κατανάλωσης ενέργειας του αρχικού σχεδίου. Εάν αλλάξουν οι λειτουργίες και ο τρόπος με τον οποίο χρησιμοποιείται το κτίριο, απαιτείται ο επανασχεδιασμός ολόκληρου του συστήματος, ή τουλάχιστον, η προσαρμογή του. Στα ΚΣΜΚΕ η συμπεριφορά των ενοίκων αποτελεί κρίσιμο παράγοντα. Η σχέση ανάμεσα στους ενοίκους και στο κτίριο υπάρχει, πιο ενισχυμένη απ ότι στο πρόσφατο παρελθόν και πιο κοντά σε αυτή των πιο μακρινών εποχών του παρελθόντος, όπου η μόνη διαθέσιμη ενέργεια ήταν η ανανεώσιμη. Στη σχέση αυτή, ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές εφαρμογές έχουν επίσης κρίσιμο ρόλο, που οφείλεται τόσο στην ενεργειακή τους αποδοτικότητα όσο και στον τρόπο με τον οποίο αυτές χρησιμοποιούνται. Ένα ΚΣΜΚΕ δεν είναι πλέον απλώς ένας παθητικός τερματικός σταθμός στο ηλεκτρικό δίκτυο, αντιθέτως αλληλεπιδρά ενεργητικά με αυτό, προσθέτοντας ή αφαιρώντας ενέργεια. Το δίκτυο και το κτίριο έχουν, γενικά, διαφορετικές ανάγκες, και χρειάζεται αρκετή συζήτηση ώστε να βρεθεί μια λογική ισορροπία ανάμεσά τους. Δεν είναι ένα πρόβλημα που θα πρέπει να απασχολεί μόνο τους Ηλεκτρολόγους Μηχανικούς, αλλά ένα κτίριο θα πρέπει να σχεδιάζεται και να λειτουργεί με τέτοιο τρόπο ώστε να λαμβάνει από την αρχή υπόψη του το συγκεκριμένο ζήτημα [21] Σχεδίαση ενός ΚΣΜΚΕ Η αντίληψη και η υλοποίηση ενός κτιρίου στις μέρες μας, βασίζεται σε μια γραμμική διαδρομή, σε τρία βήματα: αρχιτεκτονικός σχεδιασμός, ακολουθούμενος από το σχεδιασμό των μηχανολογικών συστημάτων και την κατασκευή (Σχήμα 2.1). Ο αρχιτέκτονας, λόγω της εκπαίδευσής του, συνήθως γνωρίζει λίγο ή και καθόλου από τη φυσική του κτιρίου. Σαν αποτέλεσμα, οι αρχιτεκτονικές επιλογές έχουν πολύ συχνά αρνητική επίδραση στην ενεργειακή απόδοση του κτιρίου και στην άνεση των ενοίκων. Συνεπώς, σε ψυχρά κλίματα, η ιδέα ενός αρχιτέκτονα για ένα κτίριο χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας είναι ο σχεδιασμός ενός σύνηθες κτιρίου, με τη διαφορά ότι θα τοποθετηθούν μόνωση υψηλότερης πυκνότητας και κουφώματα καλύτερης ενεργειακής απόδοσης, την ώρα που ένας κατάλληλος αρχιτεκτονικός σχεδιασμός θα είχε επιφέρει το ίδιο αποτέλεσμα με λιγότερη ποσότητα μόνωσης και συνεπώς μικρότερο κόστος

58 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ Σχήμα 2.1. Συνήθης διαδικασία σχεδιασμού [21]. Η συγκεκριμένη προσέγγιση δεν είναι συμβατή με την αντίληψη και υλοποίηση ενός ΚΣΜΚΕ, στην οποία η ενεργειακή αποδοτικότητα συνολικά του κτιρίου και των συστημάτων Θέρμανσης, Ψύξης και Κλιματισμού (ΘΨΚ), είναι απαραίτητη προϋπόθεση τόσο για λόγους κόστους όσο και για λόγους διαθεσιμότητας χώρου, εάν η κύρια πηγή ενέργειας είναι η ηλιακή. Είναι, συνεπώς, αναγκαία η αλλαγή της μεθοδολογίας σχεδιασμού, κάνοντας χρήση ενός πιο ολοκληρωμένου σχεδιαστικού μοντέλου που θα περιλαμβάνει, μεταξύ άλλων, και την είσοδο μιας νέας επαγγελματικής ειδικότητας: τον ειδικό σε ζητήματα ενέργειας (Σχήμα 2.2). Ο ενεργειακός εμπειρογνώμονας θα πρέπει να έχει βαθιά γνώση της φυσικής του κτιρίου και να μπορεί να συναναστρέφεται με τον αρχιτέκτονα και τον μηχανολόγο μηχανικό. Θα πρέπει, επίσης, να μπορεί να χρησιμοποιήσει εξειδικευμένα εργαλεία προσομοίωσης για να εκτιμήσει τις ενεργειακές αποδόσεις του κτιρίου, τη θερμική άνεση, το φως της ημέρας, το φυσικό εξαερισμό και όλα τα παθητικά μέσα για τη μείωση των ενεργειακών απαιτήσεων. Από τις εκτιμήσεις του αυτές, ο ενεργειακός εμπειρογνώμονας εξάγει συστάσεις για τον αρχιτέκτονα και τον μηχανολόγο μηχανικό, οι οποίοι με τη σειρά τους διαφοροποιούν αντίστοιχα τις σχεδιαστικές τους επιλογές, προτείνοντας νέες λύσεις που θα πρέπει, με την ίδια διαδικασία, να επανεκτιμηθούν. Αυτή η κυκλική διαδικασία επαναλαμβάνεται έως ότου επιτευχθεί μια ικανοποιητική λύση, η οποία θα λαμβάνει υπόψη της όχι μόνο την ενέργεια, αλλά και την αισθητική, την λειτουργικότητα και την οικονομία. Φυσικά, η νέα διαδικασία είναι πιο χρονοβόρα και πιο ακριβή, αλλά το υψηλό της κόστος ισοσταθμίζεται όχι μόνο από τον χαμηλό λογαριασμό ενέργειας, αλλά και από το χαμηλότερο κόστος κατασκευής, αφού η ατυχής κοινή πρακτική της υπερδιαστασιολόγησης των συστατικών του κτιρίου, αλλά κυρίως και των συστημάτων ΘΨΚ, θα μπορεί να αποφευχθεί

59 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ Σχήμα 2.2. Ολοκληρωμένος σχεδιασμός [21]. Δεν είναι επαρκές, όμως, ότι η νέα σχεδιαστική διαδικασία εντάσσει μια νέα ειδικότητα και ότι από γραμμική μετατρέπεται κυκλική. Είναι επίσης αναγκαίο να καθοριστεί η σχεδιαστική στρατηγική, αυτή η οποία θα χαρακτηρίζει το ΚΣΜΚΕ, που δεν είναι απλώς ένα σύνηθες κτίριο στο οποίο χρησιμοποιείται Ανανεώσιμη Ενέργεια στη θέση του πετρελαίου ή του αερίου. Είναι ένα κτίριο σχεδιασμένο με διαφορετικό τρόπο, του οποίου η σχεδιαστική στρατηγική απεικονίζεται στο Σχήμα 2.3, όπου επισημαίνεται ότι η μέγιστη προσπάθεια θα πρέπει να γίνει ώστε να ελαχιστοποιηθεί η ποσότητα της ενέργειας που απαιτείται για την επίτευξη θερμικής και οπτικής άνεσης, με τη βοήθεια του κατάλληλου αρχιτεκτονικού σχεδιασμού (1 η βαθμίδα της πυραμίδας). Εφόσον κάτι τέτοιο επιτευχθεί, και μόνο τότε, θα πρέπει να αντιμετωπιστεί το θέμα της μεγιστοποίησης της ενεργειακής αποδοτικότητας των μηχανολογικών συστημάτων και της κατάλληλης χρήσης αυτών (2 η βαθμίδα της πυραμίδας). Τελικά, εάν η διαδικασία έχει εκτελεστεί με τον καλύτερο δυνατό τρόπο, η ποσότητα της απαραίτητης πρωτογενούς ενέργειας θα είναι πολύ μικρή και θα μπορεί εύκολα να προμηθευτεί από Ανανεώσιμες Πηγές: όσο πιο υψηλή η ενεργειακή αποδοτικότητα ολόκληρου του κτιρίου και των συστημάτων ΘΨΚ τόσο πιο μικρό το μέγεθος, και συνεπώς και το κόστος, του συστήματος παραγωγής Ανανεώσιμης Ενέργειας (3 η βαθμίδα της πυραμίδας)

60 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ Σχήμα 2.3. Πυραμίδα σχεδιαστικής στρατηγικής στο δρόμο προς τα ΚΣΜΚΕ [21]. Σε ένα ΚΣΜΚΕ, αν η πηγή ενέργειας δεν είναι η βιομάζα και η τεχνολογία που χρησιμοποιείται η συμπαραγωγή, το μεγαλύτερο μέρος της καταναλισκόμενης ενέργειας (ή όλη η ενέργεια) θα πρέπει να παράγεται από Φ/Β σύστημα, ενσωματωμένο στην οροφή ή στο κέλυφος του κτιρίου ή στην περιοχή γύρω από αυτό. Συνεπώς, υπάρχει ένα φυσικό, χωρικό όριο για τη μέγιστη δυνατή παραγωγή Ανανεώσιμής Ενέργειας, θέτοντας ταυτόχρονα και όρια στη μέγιστη δυνατή κατανάλωση (Σχήμα 2.4). Το όριο αυτό, με τη σειρά του, έχει πολύ σημαντική επιρροή στον πολεοδομικό σχεδιασμό της περιοχής, κυρίως εξαιτίας του περιορισμού στην πυκνότητα δόμησης (χτισμένα κυβικά μέτρα ανά τετραγωνικό μέτρο γης), αλλά και στο σχήμα και τον προσανατολισμό των κτιρίων [21]. Η αφετηρία του σχήματος 2.4 μπορεί να αντιπροσωπεύει την απόδοση ενός νέου κτιρίου, χτισμένου σύμφωνα με τις ελάχιστες απαιτήσεις του κτιριακού κώδικα ή στην απόδοση ενός υπάρχοντος κτιρίου πριν την ανακαίνισή του. Ακολουθώντας την ιδέα της παραγωγής ενέργειας από -τοποθετημένα στο κτίριο- Φ/Β συστήματα, η συνολική εκτεθειμένη στον ήλιο επιφάνεια ενός κτιρίου καθορίζει άμεσα τη μέγιστη επιτρεπτή ετήσια ανάγκη ενέργειας. Εξαιτίας της μείωσης του λόγου ανάμεσα στο χώρο οροφής προς την επιφάνεια δαπέδου όσο μεγαλώνει το ύψος του κτιρίου, η συγκεκριμένη λύση ευνοεί περισσότερο τις μονοκατοικίες. Τα μεγάλα κτίρια μπορεί να περιλαμβάνουν άλλα συστήματα ανανεώσιμης ενέργειας ή ένα συνδυασμό συνδυασμένης παραγωγής θερμότητας και ενέργειας εντός του κτιρίου, βασιζόμενη κατά προτίμηση σε ανανεώσιμες πηγές [23]. Η ενσωματωμένη ενέργεια στα εξαρτήματα και στα συστήματα του κτιρίου είναι ένα άλλο ζήτημα που θα αποκτήσει όλο και περισσότερη σημασία στον χαρακτηρισμό των ΚΣΜΚΕ. Η ενέργεια αυτή, παίζει σημαντικό ρόλο όχι μόνο κατά την κατασκευή του κτιρίου, αλλά και κατά τις διαδικασίες συντήρησης και ανακαίνισής του. Έχει

61 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ υπολογιστεί ότι για ένα ενεργειακά αποδοτικό κτίριο, η ενσωματωμένη ενέργεια είναι περίπου 30 kwh/m 2, αντιστοιχώντας στο 20-30% της συνολικής κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας (ενσωματωμένης + λειτουργίας) ενός κτιρίου στην Κεντρική Ευρώπη με προσδόκιμη διάρκεια ζωής τα 80 χρόνια. Για ένα ΚΣΜΚΕ, η ενσωματωμένη ενέργεια θα είναι η μόνη που θα καταναλώνεται και οι μελλοντικοί κανονισμοί θα πρέπει να το λάβουν υπόψη τους, ενώ θα πρέπει να είναι ισορροπημένη κατά τη διάρκεια ζωής του κτιρίου. Συνεπώς, η επιλογή υλικών θα αποτελέσει ένα ιδιαίτερα κρίσιμο παράγοντα και μια και ένας νέος πραγματογνώμονας θα πρέπει να συμπεριληφθεί στη σχεδιαστική ομάδα [21]. Σχήμα 2.4. Γραφική απεικόνιση προσέγγισης ενός ΚΣΜΚΕ. Σημείωση: Στα ΚΣΜΚΕ, όπου η ΑΕ προέρχεται από Φ/Β, η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας εξαρτάται από τη διαθέσιμη επιφάνεια, επιβάλλοντας ένα μέγιστο όριο κατανάλωσης. *DHW = Domestic Hot Water (Ζεστό Νερό Χρήσης, ΖΝΧ), HVAC = Heat, Ventilation and Air Conditioning (Θέρμανση, Ψύξη και Κλιματισμός, ΘΨΚ) [21] Οι πρώτες εμπειρίες Μόνο λίγα ΚΣΜΚΕ έχουν χτιστεί μέχρι σήμερα και ακόμα πιο λίγα είναι αυτά των οποίων η απόδοση έχει μετρηθεί. Κάποιες ολοκληρωμένες ή μη τεκμηριώσεις είναι διαθέσιμες το τελευταίο διάστημα σε δημοσιεύσεις ή σε βάσεις δεδομένων, όπως αυτή από τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας. Εάν η κατασκευή ενός οικιστικού κτιρίου μηδενικής ενέργειας αποτελεί πρόκληση, απαιτώντας υψηλά επίπεδα ολοκληρωμένου σχεδιασμού, η κατασκευή ενός εμπορικού κτιρίου αποτελεί ακόμα μεγαλύτερη εξαιτίας της σημαντικότερης πολυπλοκότητας στην αρχιτεκτονική τους και στα μηχανολογικά συστήματα που χρησιμοποιούν. Για το λόγο αυτό, μικρότερος

62 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ είναι και ο αριθμός εμπορικών κτιρίων που παρακολουθούνται σε σχέση με τα αντίστοιχα οικιστικά [21]. Πίνακας 2.3. Παραδείγματα ΚΣΜΚΕ ανά τον κόσμο. Σημείωση: * PV and heat pump, ** Passive House concept, *** FA = Floor Area [24]. Τα 13 κτίρια που παρουσιάζονται στον Πίνακα 2.3 αποτελούν μια συλλογή από τις πιο γνωστές πιστοποιήσεις στον χώρο των ΚΣΜΚΕ και από μερικά από τα καλύτερα

63 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ κτίρια που χρησιμοποιούνται αυτή τη στιγμή. Το μεγαλύτερο συγκρότημα κτιρίων έχει ταυτοποιηθεί με το Ελβετικό ενεργειακό πιστοποιητικό «Minergie-A», το οποίο έχει εφαρμοστεί σε περισσότερα από 30 κτίρια μέχρι το τέλος του 2012, όλα τους στην Ελβετία. Ακολουθείται από 7 κτίρια στον Καναδά με το πιστοποιητικό «Equilibrium buildings» και από άλλα 7 κτίρια στη Γερμανία με το πιστοποιητικό «zerohaus». Στο Σχήμα 2.5 και Σχήμα 2.6 παρουσιάζονται αποτελέσματα από μια σχετική ανάλυση με περισσότερα από 330 κτίρια [24]. Άλλοι τύποι κτιρίων; 78 Εκπαιδευτικά κτίρια; 31 Οικιστικα; 161 Κτίρια γραφείων; 61 Σχήμα 2.5. Συχνότητα εμφάνισης διάφορων τύπων από περισσότερα από 330 ΚΣΜΚΕ. Πηγή: Πανεπιστήμιο του Wuppertal [24] Σχήμα 2.6. Συχνότητα εμφάνισης των μέχρι σήμερα γνωστών ΚΣΜΚΕ ανά χώρα. Πηγή Πανεπιστήμιο του Wuppertal [24]

64 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ Παρακάτω, παρουσιάζονται αναλυτικά δύο περιπτώσεις, αυτές των Solarsiedlung και Hawaii Gateway Energy Center, των οποίων τα δεδομένα έχουν μετρηθεί και είναι διαθέσιμα. Solarsiedlung Ένα από τα πιο πρόσφατα παραδείγματα ΚΣΜΚΕ βρίσκεται στη Γερμανία, στην ηλιακή πόλη του Φράιμπουργκ, και είναι το κτιριακό συγκρότημα με την ονομασία Solarsiedlung (Εικόνα 2.6), φιλοξενώντας 170 ενοίκους σε 59 διαμερίσματα με επιφάνεια δαπέδου που κυμαίνεται από 75 έως 200τ.μ. για το κάθε ένα από αυτά. Ανάμεσά τους και 20 διαμερίσματα τα οποία παρακολουθούνται. Κάθε κτίριο σχεδιάστηκε σύμφωνα με τους κανόνες του Παθητικού Κτιρίου: Νότιος προσανατολισμός, διαπερατότητα τοίχων από 0,1 έως 0,2 W/m 2 K, κουφώματα τριπλής υαλοποίησης (0,72 W/m 2 K), μηχανικός αερισμός με ανάκτηση θερμότητας. Σύστημα τροφοδοτούμενο από βιομάζα παρέχει ζεστό νερό σε κάθε κτίριο της περιοχής για θέρμανση χώρου και παραγωγή Ζεστού Νερού Χρήσης. Ηλεκτρικό ρεύμα παράγεται από σύστημα Φ/Β, συνολικής επιφάνειας 3150τ.μ, τοποθετημένο στην οροφή των κτιρίων. Εικόνα 2.6. Το κτιριακό συγκρότημα του Solarsiedlung στο Φράιμπουργκ (Σχέδιο: Rolf Dish) [21]. Μετρήσεις κατανάλωσης ενέργειας που πραγματοποιήθηκαν στα 20 διαμερίσματα που παρακολουθούνται έδειξαν ότι, κατά μέσο όρο, περισσότερο από το 70% της πρωτογενούς κατανάλωσης ενέργειας οφείλεται στις ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές

65 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ συσκευές και στο φωτισμό (Σχήμα 2.7). Η ακριβώς αντίθετη κατανομή παρουσιάζει η μέση οικιακή κατανάλωση τελικής πρωτογενούς ενέργειας στην Ευρώπη, όπου το μεγαλύτερο μερίδιο καταλαμβάνεται από τη θέρμανση χώρου και την παραγωγή ΖΝΧ. Τέλος, η παρακολούθηση αυτή έδειξε σημαντικές διαφοροποιήσεις στην κατανάλωση ενέργειας για το κάθε διαμέρισμα (Σχήμα 2.8), κάτι που οφείλεται εν μέρει στο ξεχωριστό μέγεθος και στην ξεχωριστή τοποθέτησή τους (αυτά που βρίσκονται στο τέλος του κτιρίου ή κάτω από την οροφή έχουν, για παράδειγμα, μεγαλύτερες απώλειες ενέργειας), αλλά κυρίως στο διαφορετικό αριθμό ενοίκων σε κάθε ένα από αυτά και τη διαφορετική ατομική ενεργειακή συμπεριφορά τους. Συνολικά, τα 20 διαμερίσματα που παρακολουθούνται, παρήγαγαν περισσότερη πρωτογενή ενέργεια από αυτήν που κατανάλωσαν. ΖΝΧ; 13% Θέρμανση Χώρου; 15% Ηλεκτρικά Είδη; 72% Σχήμα 2.7. Κατανομή κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας στο Solarsiedlung [21]. Σχήμα 2.8. Ενεργειακό ισοζύγιο σε κάθε ένα από τα 20 διαμερίσματα που παρακολουθούνται στο Solarsiedlung [21]

66 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ Hawaii Gateway Energy Center Το εκθεσιακό συγκρότημα Hawaii Gateway Energy Center (HGEC), που βρίσκεται στη Νότια ακτή Κόνα του Big Island στη Χαβάη, εξυπηρετεί το Εργαστήριο Φυσικής Ενέργειας της Χαβάης (Εικόνα 2.7). Στο συγκρότημα στεγάζονται χώροι γραφείων διοίκησης, δημόσια αποδυτήρια και τουαλέτες, χώροι εξυπηρέτησης και ένας μεγάλος πολυχρηστικός χώρος που χρησιμοποιείται για εκθέσεις, κοινωνικές δραστηριότητες, συνέδρια και εκπαίδευση. Οι σχεδιαστικές του στρατηγικές ενεργειακής αποδοτικότητας σε συνδυασμό με το Φ/Β σύστημα 20kW, καθιστούν το HGEC ως ΚΣΜΚΕ, το οποίο στην πραγματικότητα καταφέρνει και να εξάγει ηλεκτρικό ρεύμα (Σχήμα 2.9). Το κέντρο χρησιμοποιεί το εκτεταμένο φως του ηλίου, μια καμινάδα παθητική θερμότητας και ένα σύστημα ψύξης που χρησιμοποιεί το θαλασσινό νερό για να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας. Οι καμινάδες παθητικής θερμότητας κυκλοφορούν τον αέρα χωρίς μηχανολογικό εξοπλισμό, επιτρέποντας στη σχεδιαστική ομάδα να αποκλείσει τη λύση ενός τυπικού συστήματος κλιματισμού. Η φτιαγμένη από χαλκό οροφή συλλέγει θερμότητα, η οποία ακτινοβολείται μέσα σε ένα μονωμένη οροφή υψηλής πίεσης. Ο θερμαινόμενος αέρας ανυψώνεται και εξατμίζεται μέσω πραγματικών καμινάδων στη βόρεια όψη του κτιρίου. Ενώ ο ζεστός αέρας εξατμίζεται, φρέσκος εξωτερικός αέρας απορροφάται από τον εσωτερικό χώρο του κτιρίου μέσω ενός υπόγειου εξαεριστήρα υψηλής πίεσης, επιτυγχάνοντας 12 με 15 εναλλαγές αέρα την ώρα. Εικόνα 2.7. Hawaii Gateway Energy Center. Από πάνω αριστερά προς τα δεξιά: ΒΔ όψη του HGEC με τη διάταξη των Φ/Β συστημάτων, Νότια όψη του HGEC, τρόπος λειτουργίας καμινάδων παθητικής θερμότητας, σύστημα αναρρόφησης θαλασσινού νερού [21]. Κρύο θαλασσινό νερό, που αντλείται από τα 900 μέτρα κάτω από τη στάθμη της θάλασσας, ψύχει παθητικά το κτίριο. Το νερό, το οποίο φτάνει περίπου στους 7 C, διανέμεται μέσα από ψυκτικά πηνία, τοποθετημένα σε μια κατασκευή εισόδου αέρα

67 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ Αφότου ψυχθεί, ο κρύος αέρας περνά μέσα από χώρο υψηλής πίεσης, που βρίσκεται κάτω από το κτίριο, προτού ανυψωθεί μέσω του κτιριακού χώρου και να εξέλθει από ένα ψηλότερο επίπεδο. Η μόνη ενέργεια που καταναλώνεται για την ψύξη, είναι αυτή για την άντληση του θαλασσινού νερού. Ο μεγάλος άξονας του κτιρίου έχει ανατολικό δυτικό προσανατολισμό για ιδανικές συνθήκες σκίασης και φως ηλίου. Δεν υπάρχει ανάγκη κατανάλωσης ενέργειας για τη δημιουργία τεχνητού φωτός σε συνθήκες περιβάλλοντος κατά τις εργάσιμες ώρες (8:00 18:00), καθώς το κτίριο φωτίζεται εξ ολοκλήρου από τον ήλιο. Σε περιπτώσεις που χρειάζεται ηλεκτρικό φως, χρησιμοποιούνται φωτιστικά με αισθητήρες παρουσίας ή αισθητήρες φωτός. Τέλος, το κτίριο είναι καλά μονωμένο αναλογικά με το κλίμα της περιοχής. Η τοιχοποιία έχει συντελεστή θερμικής διαπερατότητας, U-value, 0,158 W/m 2 Κ, με βάτες R-11 μονωτικού υλικού να έχουν τοποθετηθεί στο εσωτερικού της -20 εκατοστώντοιχοποιίας από σκυρόδερμα. Η αντίστοιχη τιμή συντελεστή για το σύνολο των ανοιγμάτων είναι 1,1 W/m 2 Κ, επιτυγχάνοντας τελικά συνολικό συντελεστή θερμικής διαπερατότητας του κτιρίου ίσο με 0,9 W/m 2 K [21]. Σχήμα 2.9. Συνολική ετήσια παραγωγή και κατανάλωση του HGEC [21] Χώρες Ε.Ε. και ΚΣΜΚΕ Σύμφωνα με το Άρθρο 9, Παράγραφος 1, της Οδηγίας για την Ενεργειακή Απόδοση των Κτιρίων (EPBD), όλα τα Κράτη-Μέλη υποχρεούνται να καταστρώσουν εθνικά σχέδια για την αύξηση του αριθμού ΚΣΜΚΕ, τα οποία σχεδία μπορούν να περιλαμβάνουν διαφοροποιημένους στόχους, ανάλογα με την κατηγορία του κτιρίου. Επίσης, σύμφωνα με το Άρθρο 9, Παράγραφος 2, όλα τα Κράτη-Μέλη θα πρέπει να αναπτύξουν πολιτικές και να λάβουν μέτρα, όπως η θέσπιση στόχων για να κινητοποιήσουν την αλλαγή των κτιρίων που ανακαινίζονται και μετατρέπονται σε ΚΣΜΚΕ, και να ενημερώνουν σχετικά την Επιτροπή στα εθνικά τους σχέδια. Το Άρθρο 9, Παράγραφος 3, αναφέρει πως «Τα εθνικά σχέδια θα πρέπει να περιλαμβάνουν, μεταξύ άλλων, τα παρακάτω στοιχεία:

68 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ α) την αναλυτική αίτηση των Κρατών-Μελών σχετικά με τον ορισμό του ΚΣΜΚΕ, αντικατοπτρίζοντας τις εθνικές, περιφερειακές και τοπικές συνθήκες, και συμπεριλαμβάνοντας έναν αριθμητικό δείκτη πρωτογενούς ενέργειας εκφρασμένο σε kwh/m 2 per year. β) μεσοπρόθεσμους στόχους για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των νέων κτιρίων, μέχρι το γ) πληροφορίες αναφορικά με τις πολιτικές και τα οικονομικά ή άλλα μέτρα ( ) περιλαμβάνοντας λεπτομέρειες για την ενέργεια προερχόμενη από Ανανεώσιμες Πηγές σε νέα κτίρια ή σε υφιστάμενα κτίρια που υφίστανται σημαντική ανακαίνιση στα πλαίσια του Άρθρου 13, Παράγραφος 4 της Οδηγίας 2009/28/ΕΕ και στα Άρθρα 6 και 7 της ίδιας Οδηγίας.» Με βάση αυτά τα εθνικά σχέδια, η Επιτροπή υποχρεούται να δημοσιεύσει μια έκθεση σχετικά με την πρόοδο των Κρατών-Μελών, μέχρι το Δεκέμβριο του 2012 και κάθε 3 χρόνια έπειτα (Άρθρο 9, Παράγραφος 5). Η πρώτη έκθεση προόδου δημοσιεύτηκε τον Ιούνη του 2013 με μία διορθωτική έκδοση τον Οκτώβρη του ίδιου έτους. Η τελευταία ανανεωμένη έκδοση της έκθεσης προόδου που δημοσίευσε η Επιτροπή το 2013, βασίζεται στις πληροφορίες που περιλαμβάνονται στα εθνικά σχέδια για τα ΚΣΜΚΕ που κατατέθηκαν (στις 16 Σεπτέμβρη 2014) από 26 Κράτη-Μέλη (AT, BΕ, BG, CY, CZ, DE, DK, EE, FI, FR, HR, HU, IE, IT, LT, LU, LV, MT, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, UK). Τα Κράτη-Μέλη που δεν απέστειλαν κάποιο εθνικό σχέδιο (EL, ES) δεν έλαβαν μέρος για τη συγκεκριμένη έκδοση της έκθεσης προόδου. Σε σύγκριση με την έκθεση προόδου της Επιτροπής το 2013, υπάρχουν σαφώς θετικές ενδείξεις στην ποσότητα και στην ποιότητα των πληροφοριών που κατατέθηκαν στην Επιτροπή. Μέχρι σήμερα, με εξαίρεση την Ελλάδα και την Ισπανία, όλα τα Κράτη- Μέλη έχουν καταθέσει εθνικά σχέδια και σχεδόν όλα έχουν καταθέσει κατοχυρωμένες και παγιωμένες πληροφορίες. Παρόλα αυτά, σε μερικά εθνικά σχέδια, λείπουν κάποια μέρη των πληροφοριών ή είναι ασαφή, κάτι το οποίο παρεμποδίζει και δεν επιτρέπει στην παρούσα φάση μια συνεπή και αναλυτική εκτίμηση και σύγκριση όλων των εθνικών σχεδίων για τα ΚΣΜΚΕ. Αναφορικά με τους αναλυτικούς πρακτικούς ορισμούς για τα ΚΣΜΚΕ, 13 Κράτη-Μέλη (AT, BE(Brussels and Flanders), CZ, HR, DK, EE, FR, IE, LU, LV, LT, NL, and SK) παρουσίασαν έναν εφαρμοσμένο σε πράξη ορισμό για τα ΚΣΜΚΕ, ο οποίος περιλαμβάνει αριθμητικό στόχο για τη χρήση πρωτογενούς ενέργειας. Οι εκθέσεις 8 Κρατών-Μελών (BE (Brussels and Flanders), DK, FR, IE, LV, LT, NL and SK) περιλαμβάνουν αριθμητικό στόχο τόσο για τη χρήση πρωτογενούς ενέργειας όσο και για το μερίδιο της ενέργειας που προέρχεται από Ανανεώσιμες Πηγές, παρουσιάζοντας πρόοδο συγκριτικά με το 2013, όπου σύμφωνα με την έκθεση προόδου εκείνης της χρονιάς από τα Ευρωπαϊκής Επιτροπή μόλις 5 Κράτη-Μέλη είχαν αντίστοιχο ορισμό σε ισχύ. Σε

69 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ κάποιες περιπτώσεις η περιγραφή του ορισμού μπορεί να είναι ασαφής σε αντίθεση με κάποιες άλλες όπου οι ορισμοί και οι περιγραφές είναι ιδιαίτερα ακριβείς. Επίσης δεν καθίσταται πάντα σαφές από τις εκθέσεις σε τι βαθμό οι ορισμοί είναι νομικά δεσμευτικοί και εναρμονίζονται με τις απαιτήσεις της Οδηγίας. Στο Σχήμα 2.10 παρουσιάζεται μια επισκόπηση (και στο Σχήμα 2.11 μια λεπτομερής επισκόπηση) της κατάστασης που επικρατεί αναφορικά με το ποια κριτήρια περιλαμβάνονται από τα Κράτη-Μέλη και απεικονίζει την εξέλιξη από την προηγούμενη έκθεση προόδου (2013). Σχήμα Κατάσταση εξέλιξης των ορισμών για τα ΚΣΜΚΕ από τα Κράτη-Μέλη [25]. Τα εύρη των αριθμητικών τιμών διαφέρουν σημαντικά ανάμεσα στα Κράτη-Μέλη και συνεπώς δεν είναι άμεσα συγκρίσιμα. Το εύρος των τιμών κυμαίνεται από στόχους που είναι πέρα από τις απαιτήσεις ενός ΚΣΜΚΕ ( όπως π.χ. κτίρια μηδενικής ή θετικής ενέργειας) μέχρι τις 270 kwh/m 2 /y και εκφράζονται κυρίως ως πρωτογενής κατανάλωση ενέργειας, μετρούμενη σε kwh/m 2 /y. Οι υψηλότερες τιμές είναι στόχοι κυρίως για νοσοκομεία ή άλλα ειδικά, μη-οικιστικά κτίρια. Για τα οικιστικά κτίρια η μέγιστη κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας κυμαίνεται ανάμεσα στις 33 kwh/m 2 /y και στις 95 kwh/m 2 /y. Η πλειοψηφία των χωρών με αριθμητικούς στόχους, στοχεύουν στις 45 ή 50 kwh/m 2 /y. Όσον αφορά το μερίδιο της Ανανεώσιμης Ενέργειας, η έκθεση είναι αρκετά πολυποίκιλη, με μόλις λίγες χώρες να καθορίζουν συγκεκριμένο ελάχιστο ποσοστό συμμετοχής τους και την πλειοψηφία τους να κάνουν ποιοτικές δηλώσεις

70 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ Σχήμα Λεπτομερής κατάσταση εξέλιξης των εφαρμοσμένων ορισμών για τα ΚΣΜΚΕ από τα Κράτη-Μέλη [25]. Η μελέτη Towards nearly zero-energy buildings: Definition of common principles under the EPBD (από εδώ και στο εξής αποκαλούμενη «Towards NZEB study») κατέληξε ότι τα Κράτη-Μέλη διαθέτουν μια ποικιλία ορισμών και στρατηγικών που σχετίζονται με τα ΚΣΜΚΕ, με τα περισσότερα από αυτά να έχουν ως κοινό σημείο τον στόχο επίτευξης ενός πιο ισορροπημένου ετήσιου ενεργειακού ισοζυγίου. Η διαφορά ανάμεσα στις υπολογιστικές διαδικασίες από χώρα σε χώρα περιορίζει την άμεση και ακριβή σύγκριση της ενεργειακής τους επίδοσης. Συνεπώς, υπάρχει μια συγκεκριμένη μέριμνα σχετικά με τη συγκρισιμότητα των στόχων που εκφράζονται ως αριθμητικοί δείκτες κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας. Τα Κράτη-Μέλη δεν είναι υποχρεωμένα να χρησιμοποιούν τα πρότυπα της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Τυποποίησης (CEN) για τον καθορισμό ενός τέτοιου αριθμητικού δείκτη και ακόμα και η εφαρμογή των προτύπων της ΕΕΤ αφήνουν αρκετή ευελιξία, όπως για παράδειγμα το χρονικό βήμα που χρησιμοποιήθηκε για τους υπολογισμούς ή πολιτικές εκτιμήσεις που πιθανώς να οδηγήσουν σε διαφορετικούς συντελεστές πρωτογενούς ενέργειας. Συνεπώς, ένα σημαντικό συμπέρασμα που προκύπτει (παρόμοιο με αυτό της μελέτης Towards NZEB study) είναι πως φαντάζει ανάρμοστο να λαμβάνεται μόνο η κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας ως η βάση για τη δημιουργία σημείων αναφοράς σχετικά με τα ΚΣΜΚΕ. Όπως επίσης αναφέρεται στη μελέτη, προτείνεται η πρόσθεση της ενέργειας που χρειάζεται για τη Θέρμανση, την Ψύξη, τον Κλιματισμό και την κατανάλωση Ζεστού Νερού Χρήσης, καθώς επίσης και

71 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ την ενέργεια για το φωτισμό, καθιστώντας τη συνολική ανάγκη ενέργειας ως κατάλληλο σημείο αναφοράς για την ενεργειακή απόδοση ενός ΚΣΜΚΕ. Σύμφωνα με το Άρθρο 9, Παράγραφος 3β, τα εθνικά σχέδια πρέπει να περιλαμβάνουν, μεταξύ άλλων, μεσοπρόθεσμους στόχους για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των νέων κτιρίων, μέχρι το Τα περισσότερα Κράτη- Μέλη (AT, BE(Brussels, Flanders, Walloon), BG, HR, DK, EE, FI, FR, DE, HU, IE, IT, LU, LT, MT, NL, PL, PT, SK, SI, UK) έχουν θέσει τέτοιους μεσοπρόθεσμους στόχους. Η πλειοψηφία των χωρών προσδιορίζουν αυτούς τους στόχους ως ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης (π.χ. 50 kwh/m 2 /y το 2015) ή ως μια απαιτούμενη ενεργειακή κλάση στο Πιστοποιητικό Ενεργειακής Απόδοσης μέχρι ένα συγκεκριμένο έτος (π.χ. Ενεργειακή Κλάση Β το 2015). Άλλα Κράτη-Μέλη προσδιορίζουν τους μεσοπρόθεσμους στόχους δηλώνοντας πως όλα τα νέα κτίρια ή όλα τα νέα δημόσια κτίρια θα είναι ΚΣΜΚΕ μέχρι το 2015 (Σχήμα 2.12). Σχήμα Είδη μεσοπρόθεσμων στόχων σε διαφορετικά Κράτη-Μέλη. Τα Κράτη-Μέλη μπορεί να έχουν επιλέξει ένα ή περισσότερα είδη μεσοπρόθεσμων στόχων [25]. Μερικά Κράτη-Μέλη (BE, MT, NL) έχουν θέσει πραγματικούς αριθμούς για νέα κτίρια ή νέα δημόσια κτίρια που πρέπει να κατασκευαστούν μέχρι το Η Ολλανδία στοχεύει να κατασκευάσει νέες κατοικίες ως ΚΣΜΚΕ μέχρι το Στη Μάλτα, τουλάχιστον το 5% των νέων κτιρίων που θα κατοικούνται και θα κατέχονται από τις δημόσιες αρχές, θα χτιστούν σύμφωνα με τις αρχές των ΚΣΜΚΕ. Ο παραδειγματικός ρόλος του δημόσιου τομέα έχει υπογραμμιστεί από διάφορα Κράτη- Μέλη (BE (Brussels, Walloon), BG, DE, DK, EE, FI, FR, IE, IT, LT, LY, MT and UK) μέσω της κατοχύρωσης συγκεκριμένων μεσοπρόθεσμων στόχων για τα δημόσια κτίρια. Επίσης, μερικά Κράτη-Μέλη έθεσαν άλλους στόχους, π.χ. ανακαίνιση των υπαρχόντων κτιρίων σε ΚΣΜΚΕ (BE (Walloon), DK, DE, IE, SK and SI). Άλλοι στόχοι, όπως το ελάχιστο μερίδιο ΚΣΜΚΕ, έχουν επίσης τεθεί ως μεσοπρόθεσμοι στόχοι για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των νέων κτιρίων μέχρι το Η συνολική εξέλιξη θεωρείται θετική, καθώς 21 Κράτη-Μέλη έχουν θέσει

72 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ μεσοπρόθεσμους στόχους, 6 περισσότερα δηλαδή συγκριτικά με το 2013, όπως αναφέρθηκαν στην έκθεση προόδου της Επιτροπής εκείνη τη χρονιά. Σύμφωνα με το Άρθρο 9, Παράγραφος 3γ της Οδηγίας, τα εθνικά σχέδια πρέπει να περιλαμβάνουν: «πληροφορίες αναφορικά με τις πολιτικές και τα οικονομικά ή άλλα μέτρα ( ) περιλαμβάνοντας λεπτομέρειες για την ενέργεια προερχόμενη από Ανανεώσιμες Πηγές σε νέα κτίρια ή σε υφιστάμενα κτίρια που υφίστανται σημαντική ανακαίνιση στα πλαίσια του Άρθρου 13, Παράγραφος 4 της Οδηγίας 2009/28/ΕΕ και στα Άρθρα 6 και 7 της ίδιας Οδηγίας.» Τα Κράτη-Μέλη ανέφεραν ένα ευρύ φάσμα από πολιτικές και μέτρα για την ενίσχυση των στόχων περί ΚΣΜΚΕ στα εθνικά τους σχέδια και στα Εθνικά Σχέδια Δράσης Ενεργειακής Απόδοσης (ΕΣΔΕΑ), μολονότι συχνά δεν είναι σαφές σε τι βαθμό τα μέτρα αυτά στοχεύουν συγκεκριμένα στα ΚΣΜΚΕ. Συγκριτικά με το 2013 και την έκθεση προόδου της Επιτροπής για το συγκεκριμένο έτος, ο αριθμός των μέτρων και των πολιτικών που αναφέρθηκαν από τα Κράτη-Μέλη αυξήθηκαν όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.13 και πιο αναλυτικά στο Σχήμα Περισσότερα από τα 2/3 των Κρατών-Μελών διαθέτουν μέτρα και πολιτικές σε κατηγορίες όπως η ευαισθητοποίηση και η εκπαίδευση, η ενίσχυση του κτιριακού κανονισμού και τα πιστοποιητικά ενεργειακής απόδοσης, την ώρα που, σύμφωνα πάλι με την έκθεση προόδου της Επιτροπής για το 2013, λιγότερα από τα μισά Κράτη-Μέλη είχαν θέσει σε πράξη παρόμοια μέτρα και πολιτικές. Τα παρακάτω Κράτη-Μέλη χρησιμοποιούν τουλάχιστον ένα από τα μέτρα και τις πολιτικές που προαναφέρθηκαν: AT, BE (Brussels, Walloon, Flanders), BG, CZ, HR, CY, DK, EE, FI, FR, DE, JU, IE, IT, LV, LT, MT, PL, PT, SE, SI and UK). Χρηματοπιστωτικά μέσα και μέτρα υποστήριξης, περιλαμβάνοντας π.χ. πολιτικές παροχής κινήτρου, μπόνους ενέργειας για τους ιδιώτες, καθεστώς επιχορηγήσεων για εγκατάσταση ΑΠΕ, παροχή ειδικής καθοδήγησης και επιδότηση για τους ασθενέστερους οικονομικά πληθυσμούς καθώς και επιδοτούμενα επιτόκια στεγαστικών δανείων για ενεργειακά αποδοτικές κατοικίες, αποτελούν άλλον έναν τρόπο προώθησης των ΚΣΜΚΕ (AT, BE (Brussels, Walloon, Flanders), CZ, BG, HR, DK, FI, FR, DE, IT, LU, NL, PL, PT, SI and UK). Πολλά Κράτη-Μέλη διαθέτουν πολιτικές και μέτρα για την ενίσχυση των κτιριακών κανονισμών, οι οποίοι περιλαμβάνουν τη σύσφιξη των ελάχιστων ενεργειακών προτύπων για τα κτίρια ή των ελάχιστων επιπέδων επί τόπου παραγωγής Ανανεώσιμης Ενέργειας. Άλλα μέτρα που συχνά χρησιμοποιούνται από τα Κράτη-Μέλη είναι τα πιστοποιητικά ενεργειακής απόδοσης ή η δημιουργία πολιτικών προγραμμάτων. Μέτρα έρευνας και ανάπτυξης χρησιμοποιούνται λιγότερο (DK, FI, FR, DE, IT, NL, SI). Τα περισσότερα από τα μέτρα και τις πολιτικές που αναφέρονται από τα Κράτη-Μέλη, έχουν εφαρμογή και στα δημόσια κτίρια. Το εύρος των μέτρων για τα δημόσια κτίρια

73 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ ποικίλουν σημαντικά ανάμεσα στα Κράτη-Μέλη, κυμαίνοντας από μόνο τα κεντρικά κυβερνητικά κτίρια μέχρι σε όλα τα κτίρια που ανήκουν στο δημόσιο ή σε όλα τα κτίρια που χρησιμοποιούνται για δημόσιο σκοπό. Συγκριτικά με την έκθεση προόδου της Επιτροπής του 2013, η αύξηση στον αριθμό των μέτρων και των πολιτικών για την προώθηση των ΚΣΜΚΕ μπορεί να θεωρηθεί πολύ θετική (Σχήμα 2.13) Σχήμα Κύρια μέτρα και πολιτικές για την προώθηση και την ενίσχυση νέων ΚΣΜΚΕ στα Κράτη-Μέλη [25]. Συνοψίζοντας, συγκριτικά με το 2013 και την έκθεση προόδου της Επιτροπής για το συγκεκριμένο έτος, η κατάσταση έχει εμφανώς βελτιωθεί. Υπάρχουν περισσότερες πρακτικές αξιοποιήσεις του ορισμού για τα ΚΣΜΚΕ που έχουν εφαρμοστεί σε εθνικό επίπεδο, έχουν τεθεί περισσότεροι μεσοπρόθεσμοι στόχοι, ενώ είναι σε ισχύ περισσότερα μέτρα και πολιτικές τόσο για τα ΚΣΜΚΕ όσο και τα διαφορετικά επίπεδα ανακαίνισης των υφιστάμενων κτιρίων σε ΚΣΜΚΕ. Υπάρχουν, όμως, ακόμα αρκετά περιθώρια βελτίωσης [25] Συμπεράσματα και περαιτέρω βήματα Βρισκόμαστε ακόμα στην αρχή της εξερεύνησης του τομέα των ΚΣΜΚΕ. Ο ολοκληρωμένος σχεδιασμός αποτελεί την απαραίτητη συνθήκη, αλλά όχι επαρκή, καθώς σημαντικό ρόλο παίζει και ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί το κτίριο και η συμπεριφορά των ενοίκων του. Στο κομμάτι του σχεδιασμού των συστημάτων ΘΨΚ, η υπάρχουσα κουλτούρα για ισχυρά συστήματα θα πρέπει να αντικατασταθεί από την κουλτούρα για ενεργειακά αποδοτικά συστήματα. Στις μέρες μας υπάρχει από τους μηχανικούς η τάση για υπερδιαστασιολόγηση και η δημιουργία πλεοναζόντων συστημάτων, αντί να υπολογίζουν ακριβώς τις συνθήκες κάτω από τις οποίες θα λειτουργεί το εκάστοτε σύστημα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο ίδιος ο πελάτης ζητάει την υπερδιαστασιολόγηση, ώστε να καταστήσει τα συστήματα ΘΨΚ ικανά να διαχειριστούν διάφορα και υψηλότερα του κανονικού ηλεκτρικά και θερμικά φορτία σε περιπτώσεις όπου συναντάται μια αλλαγή στον τρόπο χρήσης της κατοικίας. Η συγκεκριμένη πρακτική, όμως, δεν είναι συμβατή με τα ΚΣΜΚΕ, τα οποία θα πρέπει

74 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ να είναι πολύ λιγότερο ευέλικτα στον τρόπο χρήσης: μια παρέκκλιση από τις αναμενόμενες (βάσει σχεδιασμού) συνθήκες λειτουργίας μετακινεί το κτίριο μακριά από τη γραμμή του ΚΣΜΚΕ (παραγωγή = κατανάλωση), όπως φαίνεται και στο Σχήμα 2.4. Σαν συνέπεια, χωρίς την υπερδιαστασιολόγηση των συστημάτων ΘΨΚ, η χρήση του χώρου (κτιρίου) δεν μπορεί εύκολα να αλλάξει. Σε αυτό το σημείο, είναι απαραίτητη η κατανόηση και η αναγνώριση του γεγονότος ότι για τα ΚΣΜΚΕ θα πρέπει να χρησιμοποιούνται οι ίδιοι κανόνες με αυτούς που εφαρμόζονται για παράδειγμα- στους ανελκυστήρες: εάν έχουν σχεδιαστεί για να μεταφέρουν 10 άτομα, στην περίπτωση που θα υπάρξουν περισσότεροι στην καμπίνα, ενεργοποιείται ο συναγερμός και η καμπίνα δεν κουνιέται. Η αναλογία ανάμεσα στην κατανάλωση ενέργειας από τα συστήματα ΘΨΚ και τις ηλεκτρικές συσκευές/ηλεκτρονικό εξοπλισμό, κινείται προς την κατεύθυνση των τελευταίων. Συνεπώς, γίνεται αναγκαία η συμμετοχή νέων ειδικοτήτων στη διαδικασία σχεδιασμού του κτιρίου και της λειτουργίας του: ο οικιακός αυτοματισμός και τα Κεντρικά Συστήματα Ελέγχου Κτιρίου (Building Management Systems, BMS) έχουν καθοριστικό ρόλο στα ΚΣΜΚΕ. Σημαντικό ρόλο παίζει, επίσης, και η συμπεριφορά των ενοίκων, δημιουργώντας έτσι την ανάγκη άμεσης εκπαίδευσης και ενημέρωσής τους: όπως με τα αυτοκίνητα έτσι και τα κτίρια, θα πρέπει να διαθέτουν λειτουργικά ταμπλό, ενώ θα πρέπει να παρέχεται και ένας οδηγός χρήσης. Ακόμα πιο σημαντικό είναι η παρακολούθηση των αποδόσεων του κτιρίου η παρουσία ενός διαχειριστή ενέργειας. Η γνώση της πραγματικής κατανάλωσης ενέργειας του κτιρίου στο σύνολό της, αλλά και τον επιμέρους εξαρτημάτων του, επιτρέπει την έγκαιρη διάγνωση των προβλημάτων, αποτρέποντας τις βλάβες και τις δυσλειτουργίες, που περιλαμβάνουν μεταξύ άλλων ακατάλληλες ρυθμίσεις ελέγχου και κακή συμπεριφορά των ενοίκων [21]. Περαιτέρω βήματα για την επιτυχή εφαρμογή των ΚΣΜΚΕ Παρά την πρόοδο που έχει γίνει τα τελευταία χρόνια, τόσο από την ΕΕ με την Οδηγία 2010/31/ΕΕ όσο και από τα Κράτη-Μέλη με την υιοθέτηση ορισμών και την εφαρμογή ποικίλων μέτρων και πολιτικών γύρω από τα ΚΣΜΚΕ, συνεχίζουν να υπάρχουν αρκετά βήματα που πρέπει να γίνουν και από τους μεν (ΕΕ) και από τους δε (Κράτη- Μέλη) για την καθιέρωση της έννοιας ενός ΚΣΜΚΕ. Ως εκ τούτου, τα βήματα που παρουσιάζονται στον Πίνακα 2.4 θα μπορούσαν να αποτελούν ορόσημο στην ανάπτυξη προς την πλήρη και αποτελεσματική εφαρμογή των ΚΣΜΚΕ. Η Ευρώπη θα κάνει ένα σημαντικό βήμα μπροστά προς ένα βιώσιμο μέλλον καταστρώνοντας έναν σταθερό και αποτελεσματικό ορισμό για τα ΚΣΜΚΕ και εφαρμόζοντάς τον επιτυχώς [20]

75 Κεφ. 2: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (ΚΣΜΚΕ) / ΝΖΕΒ Πίνακας 2.4. Απαραίτητα βήματα για την πλήρη και αποτελεσματική εφαρμογή των ΚΣΜΚΕ στην ΕΕ [20]. Τι πρέπει να γίνει Συμφωνία για μια συγκεκριμένη περιγραφή του ορισμού για τα ΚΣΜΚΕ, βασισμένη στο κείμενο της Οδηγίας 2010/31/ΕΕ. Δημιουργία σημείων αναφοράς για τα κατάλληλα ΚΣΜΚΕ σε διάφορα Κράτη-Μέλη ως βάση για σύγκριση. Συμφωνία για την τιμή ενός πρωταρχικού ορίου για τα ΚΣΜΚΕ, π.χ. αυτό των 0-3 kg CO 2 per m 2 and year. Δημιουργία κοινού εντύπου αναφοράς προόδου για να χρησιμοποιούν τα Κράτη-Μέλη στα εθνικά τους σχέδια. Ποιος είναι υπεύθυνος Κράτη-Μέλη της ΕΕ, Ευρωπαϊκή Επιτροπή, Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο, Ευρωπαίοι Μέτοχοι. Κράτη-Μέλη της ΕΕ, Ευρωπαϊκή Επιτροπή, Ευρωπαίοι Μέτοχοι. Κράτη-Μέλη της ΕΕ, Ευρωπαϊκή Επιτροπή, Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο. Κράτη-Μέλη της ΕΕ, Ευρωπαϊκή Επιτροπή. Διευκόλυνση και βοήθεια εφαρμογής νέων ΚΣΜΚΕ, βοηθώντας τους επενδυτές να ανταποκριθούν στο αρχικό κόστος επένδυσης, να εκπονήσουν μελέτες και να αναπτύξουν ικανότητας για νέες ενεργειακά αποδοτικές τεχνολογίες. Κράτη-Μέλη της ΕΕ, Ευρωπαϊκή Επιτροπή. Εκπόνηση ορισμού για ανακαίνιση των κτιρίων σε επίπεδα ΚΣΜΚΕ. Αυτός θα μπορούσε να είναι παρεμφερής με τον ορισμό για τα νέα κτίρια, πιο επιεικής σε συγκεκριμένες πτυχές του, αναγνωρίζοντας τους περιορισμούς που παρουσιάζονται κατά την ανακαίνιση υφιστάμενων κτιρίων. Κράτη-Μέλη της ΕΕ, Ευρωπαϊκή Επιτροπή, Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο, Ευρωπαίοι Μέτοχοι

76 Κεφ. 3: Ενεργειακός Σχεδιασμός Μονοκατοικίας με τη βοήθεια Υπολογιστή 3. Ενεργειακός Σχεδιασμός Μονοκατοικίας με τη χρήση Η/Υ Όπως έχει ήδη αναφερθεί και στο Κεφάλαιο 1, σκοπός της εργασίας είναι ο υπολογισμός του Ανθρακικού Αποτυπώματος μιας μονοκατοικίας στην περιοχή της Θεσσαλονίκης, όπως αυτό προκύπτει αποκλειστικά από τις ενεργειακές της ανάγκες και όχι από ένα γενικότερο σύνολο ενεργειών, όπου ως ενεργειακές ανάγκες της μονοκατοικίας λογίζονται οι ανάγκες για Θέρμανση και Ψύξη, κατανάλωσης Ζεστού Νερού Χρήσης (ΖΝΧ) και η συνολική κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος (ηλεκτρικές συσκευές και φωτισμός). Για τον υπολογισμό των αναγκών Θέρμανσης / Ψύξης χρησιμοποιήθηκε πρόγραμμα ενεργειακής προσομοίωσης σε υπολογιστή, και πιο συγκεκριμένα το λογισμικό Ecotect Analysis 2011 της εταιρίας Autodesk. Στο Κεφάλαιο αυτό, θα εξηγηθεί τι είναι ένα μοντέλο BIM (Building Information Modeling) και θα παρουσιαστεί η ανάγκη χρήσης ενός τέτοιου μοντέλου στα πλαίσια του ολοκληρωμένου Ενεργειακού Σχεδιασμού Κτιρίων, αλλά και η διαφορά του από ένα απλό πρόγραμμα CAD (Computer-aided Design), όπως επίσης και ο λόγος που επιλέχθηκε το πρόγραμμα Ecotect Analysis της Autodesk για την διεκπεραίωση αυτών των υπολογισμών, κατόπιν σύγκρισής του με άλλα δύο παρόμοια και εξίσου δημοφιλή στην αγορά προγράμματα. Τέλος, θα γίνει η παρουσίαση της μονοκατοικίας με την οποία θα ασχοληθούμε, με περιγραφή των γενικών χαρακτηριστικών της (συνολικό εμβαδόν, χώροι, συνολική εξωτερική επιφάνεια κλπ), καθώς και αναφορά των παραμέτρων που χρησιμοποιήθηκαν στο πρόγραμμα Ecotect Analysis (Κατώτερη-Ανώτερη επιθυμητή θερμοκρασία εσωτερικού χώρου, ωράριο λειτουργίας κλπ) Building Information Modeling (ΒΙΜ) Ο όρος «Building Information Modeling» (BIM) χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Αμερικάνο αρχιτέκτονα Phil Bernstein, μετέπειτα αντιπρόεδρο της εταιρίας Autodesk. Η κοινοποίηση του όρου έγινε αργότερα από τον Jerry Laiserin, αναφερόμενος στην αναπαράσταση της κατασκευαστικής διαδικασίας, για τη διευκόλυνση της ανταλλαγής και δια-λειτουργικότητας των πληροφοριών σε ψηφιακή μορφή. Η πρώτη εφαρμογή της τεχνολογίας BIM έγινε το 1987, από την εταιρία Graph isoft. Ο προτεινόμενος ορισμός της Διεθνούς Επιτροπής Προτύπων ΒΙΜ (National BIM Standards Committee NBIMS), ορίζει το Building Information Modeling ως «μια ολοκληρωμένη ψηφιακή αναπαράσταση των φυσικών και λειτουργικών χαρακτηριστικών μιας υποδομής. Ένα μοντέλο BIM αποτελεί μια πηγή πληροφοριών για ένα κτίριο υποδομή, δημιουργώντας έτσι μια αξιόπιστη βάση για λήψη βελτιωμένων αποφάσεων σε όλο τον κύκλο ζωής, που είναι διαθέσιμη από τα πιο πρώιμα στάδια της σχεδιαστικής σύλληψης έως την κατεδάφιση» [26]

77 Κεφ. 3: Ενεργειακός Σχεδιασμός Μονοκατοικίας με τη βοήθεια Υπολογιστή Οι πιο αποτελεσματικές αποφάσεις που σχετίζονται με τον αειφόρο σχεδιασμό μιας κτιριακής εγκατάστασης λαμβάνονται στα στάδια του αρχικού σχεδιασμού και της προκατασκευής. Ο σχεδιασμός με τα παραδοσιακά προγράμματα CAD όμως δεν υποστηρίζει τη δυνατότητα για τέτοιες πρώιμες αποφάσεις. Η ενεργειακή ανάλυση και η ανάλυση των επιδόσεων συνήθως εκτελούνται, εάν εκτελεστούν, αφότου έχουν δημιουργηθεί το αρχιτεκτονικό σχέδιο και τα κατασκευαστικά δεδομένα. Αυτή η έλλειψη ενσωμάτωσης στη σχεδιαστική διαδικασία οδηγεί εν τέλει σε μια δυσλειτουργική διαδικασία αναδρομικής τροποποίησης του σχεδιασμού ώστε να επιτευχθούν τα κριτήρια απόδοσης. Η πρόσβαση σε ένα περιεκτικό σύνολο γνώσεων αναφορικά με το σχήμα του κτιρίου, τα υλικά, το γενικό πλαίσιο και τα τεχνικά του συστήματα είναι απαραίτητη ώστε να εκτιμηθεί ρεαλιστικά η απόδοση του κτιρίου στα αρχικά και προκατασκευαστικά στάδια. Ένα μοντέλο BIM δημιουργεί την ευκαιρία ώστε τα μέτρα βιωσιμότητας και η ανάλυση των επιδόσεων να εκτελούνται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σχεδίασης, καθώς επιτρέπει στη διεπιστημονική πληροφορία να υπερτίθεται μέσα στο μοντέλο [27]. Εικόνα 3.1. Ολοκληρωμένη διαδικασία ανάλυσης κύκλου ζωής ενός έργου, με τη χρήση BIM [26]. Το Building Information Modeling βασίζεται στη χρήση «έξυπνων» ψηφιακών μοντέλων τα οποία προσφέρουν τις απαραίτητες πληροφορίες για να γίνεται ο σχεδιασμός και η μελέτη κτιρίων και υποδομών γρηγορότερα, φθηνότερα, με καλύτερη ποιότητα και με λιγότερες επιπτώσεις στο περιβάλλον. Ο σκοπός, δηλαδή, του BIM είναι να καταφέρουμε να πετύχουμε περισσότερα, χρησιμοποιώντας λιγότερα. Το πεδίο εφαρμογής της μεθοδολογίας δεν περιορίζεται στο σχεδιασμό ή/και τη μελέτη όμως. Η χρήση του και τα πλεονεκτήματα επεκτείνονται σε όλες τις φάσεις του κύκλου ζωής του έργου, υποστηρίζοντας υπηρεσίες όπως διαχείριση

78 Κεφ. 3: Ενεργειακός Σχεδιασμός Μονοκατοικίας με τη βοήθεια Υπολογιστή κόστους και έργου, θέματα κατασκευασιμότητας και διαχείριση λειτουργιών. Το τελικό προϊόν μια τέτοιας ολιστικής διαδικασίας δεν είναι απλά ένα καλύτερο κτίριο ούτε ένα απλό 3D μοντέλο στον υπολογιστή. Είναι ένα πλήθος πληροφοριών αρμονικά συνυφασμένες με το εικονικό και πραγματικό δομημένο αποτέλεσμα, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για όποια μελλοντική χρήση (π.χ. συντήρηση). Η βασική ιδέα της μεθοδολογίας είναι ο ακριβής, ολοκληρωμένος σχεδιασμός, μελέτη και εικονική κατασκευή του κτιρίου όπως θα κτιστεί, πριν κτιστεί, με σκοπό να επιλυθούν προβλήματα που μπορεί να προκύψουν στην πορεία. Τα οφέλη του BIM αναφέρονται κυρίως σε: Βελτιωμένη αποδοτικότητα στη μελέτη και την κατασκευή εξαιτίας της εύκολης διάθεσης πληροφοριών. Άμεση ανανέωση και μεγαλύτερη ακρίβεια σχεδίων. Μεγαλύτερη ακρίβεια μετρήσεων, κόστους και καλύτερης ποιότητας μελέτη. Μελέτη ενεργειακής απόδοσης πολύ γρήγορα και πολύ νωρίς στη μελετητική διαδικασία. Γρηγορότερη παράδοση έργου. Έλεγχος κατασκευασιμότητας, που οδηγεί σε μείωση του ρίσκου και του κόστους. Παρ όλα τα διαδικαστικά πλεονεκτήματα που βγαίνουν μέσα από την προηγμένη τεχνολογία και τις αποδοτικότερες λειτουργίες, η πραγματική αξία του BIM βρίσκεται στην «υπεραξία» που προδίδει. Η υπεραξία αυτή, αναφέρεται σε όλες εκείνες τις δυνατότητες συνέργειας και σχέσης τόσο μεταξύ των εμπλεκόμενων επαγγελματιών, όσο και μεταξύ επαγγελματία πελάτη. Η υπεραξία αυτή φαίνεται σε κάθε στάδιο. Το BIM αποτελεί ουσιαστικά μια πλατφόρμα διεπιστημονικής συνεργασίας και επικοινωνίας που επιτρέπει στο χρήστη πελάτη και στους εμπλεκόμενους επαγγελματίες να συμμετέχουν ενεργά στη μελέτη και το σχεδιασμό του έργου από πολύ νωρίς. Οι ενδιαφερόμενοι μπορούν να παρακολουθούν την πορεία του κόστους, να εξετάσουν σχεδιαστικές στρατηγικές επιλογές και να εκτιμήσουν την ενεργειακή απόδοση, πολύ γρήγορα και από τα πρώτα στάδια της μελέτης. Ουσιαστικά με την εφαρμογή της πρακτικής BIM διευκολύνονται γενικά διαδικασίες και αναλύσεις που έως τώρα ήταν πολύ περίπλοκες, χρονοβόρες και ακριβές κατά την πραγματοποίησή τους. Ο κυριότερος αντίκτυπος της εφαρμογής του BIM στον «πράσινο» σχεδιασμό έχει βρεθεί στους παρακάτω τομείς: Ολοκληρωμένος σχεδιασμός (Integrated Design)

79 Κεφ. 3: Ενεργειακός Σχεδιασμός Μονοκατοικίας με τη βοήθεια Υπολογιστή Προσφέροντας μια ολοκληρωμένη οπτική του κτιρίου και των συστημάτων του, δίνεται η δυνατότητα βελτιωμένη αντίληψης των σχεδιαστικών αποφάσεων, αμεσότερη επικοινωνία με τον πελάτη κα ι τους εμπλεκόμενους επαγγελματίες και εξερεύνηση ανώτερων σχεδιαστικών εναλλακτικών για τη βελτιστοποίηση του σχεδίου (design optimization). Ολιστικά αποτελέσματα (Integrated outputs) Τα αποτελέσματα των αναλύσεων για την απόδοση του κτιρίου και των συστημάτων του, ενημερώνονται άμεσα από τις σχεδιαστικές αλλαγές δίνοντας τη δυνατότητα καλύτερης λήψης αποφάσεων. Επίσης με αυτό τον τρόπο γνωστοποιούνται καλύτερα τα πράσινα οφέλη στον πελάτη, ο οποίος μπορεί άμεσα να δει τις επιπτώσεις διαφορετικών στρατηγικών. Γενικότερα έχουν παρατηρηθεί και σημαντικά οφέλη της χρήσης του BIM και σε μικρής κλίμακας έργα, όπως ανακαινίσεις και πράσινες αναπλάσεις. Επίσης είναι δυνατή η εφαρμογή του για διεξαγωγή μετρήσεων ενεργειακής απόδοσης σε πραγματικό χρόνο (performance monitoring) που θα αποτελούσε πολύ χρήσιμη σύγκριση με τις εκτιμήσεις κατά τα μελετητική διαδικασία [26]. Εικόνα 3.2. Ο «κύκλος» του Building Information Modeling [26] Πρόγραμμα Αξιολόγησης LEED Το πρόγραμμα αξιολόγησης Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) είναι ένα από τα πιο δημοφιλή προγράμματα πιστοποίησης «πράσινων» κτιρίων που χρησιμοποιούνται παγκοσμίως. Έχοντας αναπτυχθεί από το Συμβούλιο Πράσινων Κτιρίων των Ηνωμένων Πολιτειών (U.S. Green Building Council, USBGC) περιέχει ένα σύνολο συστημάτων αξιολόγησης για το σχεδιασμό, την κατασκευή, τη λειτουργία και τη συντήρηση πράσινων κτιρίων, σπιτιών αλλά και ολόκληρων

80 Κεφ. 3: Ενεργειακός Σχεδιασμός Μονοκατοικίας με τη βοήθεια Υπολογιστή γειτονιών, που στοχεύουν στη βοήθεια των ιδιοκτητών και διαχειριστών των κτιρίων ώστε να είναι πιο περιβαλλοντικά υπεύθυνοι και να χρησιμοποιούν αποδοτικά τους διαθέσιμους πόρους [28]. Για τη λήψη πιστοποίησης LEED, τα οικοδομικά έργα ικανοποιούν τα προαπαιτούμενα και κερδίζουν πόντους ώστε να επιτύχουν διάφορα επίπεδα πιστοποίησης. Τα προαπαιτούμενα και οι πιστώσεις διαφέρουν για κάθε σύστημα βαθμολόγησης και οι ομάδες επιλέγουν αυτά που ταιριάζουν καλύτερα στο δικό τους πρότζεκτ [29]. Από το 1994 μέχρι το 2015, το πρόγραμμα LEED εξελίχθηκε από ένα πρότυπο για νέες κατασκευές σε ένα ολοκληρωμένο σύστημα αλληλένδετων προτύπων που καλύπτουν πτυχές από το σχεδιασμό και την κατασκευή μέχρι τη διατήρηση και τη λειτουργία των κτιρίων. Επίσης, έχει αναπτυχθεί από μια επιτροπή έξι εθελοντών σε ένα σύνολο ατόμων προσωπικού, εθελοντών και επαγγελματιών. Τα πρότυπα LEED έχουν εφαρμοστεί σε περίπου καταχωρημένα και πιστοποιημένα έργα LEED παγκοσμίως, καλύπτοντας κατά προσέγγιση 1.28 δισεκατομμύρια τετραγωνικά μέτρα. Το πρόγραμμα LEED έχει εξελιχθεί από το 1998 ώστε να αντιπροσωπεύει και να ενσωματώνει τις νέες αναδυόμενες τεχνολογίες πράσινων κτιρίων με μεγαλύτερη ακρίβεια. Η πιλοτική έκδοση, LEED New Construction (NC) v1.0, οδήγησε στις LEED NCv2.0, LEED NCv2.2 το 2005, και στη LEED 2009 (μέχρι πρότινος LEEDv3). Η έκδοση LEEDv4 παρουσιάστηκε το Νοέμβριο του Μέχρι τις 31 Οκτωβρίου του 2016, τα νέα έργα έχουν τη δυνατότητα να επιλέξουν ανάμεσα στις LEED 2009 και LEEDv4. Τα νέα έργα που θα καταγράφονται μετά τις 31 Οκτωβρίου του 2016 θα πρέπει να χρησιμοποιούν την έκδοση LEEDv4 [28]. Το πρόγραμμα LEED είναι αρκετά ευέλικτο ώστε να μπορεί να εφαρμοστεί σε όλους τους τύπους έργων. Κάθε σύστημα βαθμολόγησης συγκεντρώνει απαιτήσεις που απευθύνονται στις ξεχωριστές ανάγκες του κτιρίου και των τύπων του έργου στην πορεία τους προς την τελική πιστοποίηση LEED. Μόλις οι υπεύθυνοι της ομάδας έργου επιλέξουν το σύστημα βαθμολόγησης, θα χρησιμοποιήσουν τις κατάλληλες πιστώσεις για να καθοδηγήσουν το σχεδιασμό και τις λειτουργικές αποφάσεις. Υπάρχουν πέντε συστήματα βαθμολόγησης: 1) Building Design and Construction (BD+C) Εφαρμόζεται σε νεόδμητα κτίρια ή σε κτίρια που βρίσκονται σε διαδικασία μεγάλης ανακαίνισης. Περιλαμβάνει Νέες Κατασκευές, Σχολεία, Ξενοδοχειακές Μονάδες, Κέντρα Δεδομένων, Αποθήκες και Κέντρα Διανομής και κτίρια Ιατροφαρμακευτικής Περίθαλψης. 2) Interior Design and Construction (ID+C) Εφαρμόζεται σε έργα που είναι έτοιμα εξοπλισμένα στο εσωτερικό τους. Περιλαμβάνει Χώρους Έκθεσης Εμπορίου και Ξενοδοχειακές Μονάδες

81 Κεφ. 3: Ενεργειακός Σχεδιασμός Μονοκατοικίας με τη βοήθεια Υπολογιστή 3) Building Operations and Maintenance (O+M) Εφαρμόζεται σε υφιστάμενα κτίρια που υποβάλλονται σε έργα βελτίωσης ή μερικής κατασκευής. Περιλαμβάνει Υφιστάμενα Κτίρια, Σχολεία, Ξενοδοχειακές Μονάδες, Κέντρα Δεδομένων και Αποθήκες και Κέντρα Διανομής. 4) Neighbourhood Development (ND) Εφαρμόζεται σε έργα ανάπτυξης νέας γης ή σε έργα ανάπλασης που περιλαμβάνουν οικιστικές χρήσεις, μη οικιστικές χρήσεις ή μια μίξη αυτών των δύο. Τα έργα μπορούν να είναι σε οποιοδήποτε στάδιο της διαδικασίας ανάπτυξης, από τον εννοιολογικό σχεδιασμό μέχρι την κατασκευή. Περιλαμβάνει Έργα Σχεδίου και Δόμησης. 5) Homes (HOMES) Εφαρμόζεται σε μονοκατοικίες, πολυκατοικίες χαμηλού ύψους (ένας έως τρεις όροφοι) και σε πολυκατοικίες μεσαίου ύψους (τέσσερις έως έξι όροφοι). Κάθε σύστημα βαθμολόγησης είναι φτιαγμένο από ένα συνδυασμό κατηγοριών πίστωσης. Σε κάθε μία από τις κατηγορίες αυτές υπάρχουν συγκεκριμένα προαπαιτούμενα, τα οποία πρέπει να ικανοποιήσουν τα έργα καθώς και ποικιλία πιστώσεων που μπορούν να κυνηγήσουν ώστε να κερδίσουν επιπλέον πόντους. Οι κατηγορίες αυτές είναι οι εξής: Integrative Process, Location and Transportation, Materials and Resources, Water Efficiency, Energy and Atmosphere, Sustainable Sites, Indoor Environmental Quality, Innovation και Regional Priority Credits, ενώ για το σύστημα βαθμολόγησης Neighbourhood Development υπάρχουν οι επιπλέον κατηγορίες Smart Location and Linkage, Neighbourhood Pattern and Design και Green Infrastructure and Buildings. Στο τέλος, το σύνολο των πόντων που θα έχει συλλέξει το έργο θα καθορίσει το επίπεδο της πιστοποίησης LEED που θα λάβει. Τα επίπεδα πιστοποίησης είναι τα παρακάτω τέσσερα με τα εξής αντίστοιχα κατώτατα όρια: Certified, points Silver, points Gold, points Platinum, 80+ points [29]. Η αναφορά στο πρόγραμμα LEED και η μερική περιγραφή του έγινε καθώς αποτελεί το πρόγραμμα αξιολόγησης που υιοθετούν τα τρία μοντέλα BIM που θα συγκριθούν στο Κεφάλαιο Ecotect Analysis, Green Building Studio, Virtual Environment Με σκοπό να επιλεγεί το λογισμικό με το οποίο θα γίνει η ενεργειακή μελέτη της μονοκατοικίας, χρησιμοποιήθηκε μια συγκριτική μελέτη της εταιρίας Holder Construction Company (HCC), από την οποία επιλέχθηκαν τα τρία λογισμικά Ecotect

82 Κεφ. 3: Ενεργειακός Σχεδιασμός Μονοκατοικίας με τη βοήθεια Υπολογιστή Analysis, Green Building Studio (GBS) και Virtual Environment (VE) και έγινε ο υπολογισμός της καταλληλότητας του καθενός για την εκπόνηση ανάλυσης βιωσιμότητας κατά BIM. Η εταιρία προμηθεύτηκε τα συγκεκριμένα λογισμικά και η ανάλυσή τους έγινε από τον τομέα αρμόδιο για το μοντέλο BIM. Το έργο το οποίο επιλέχθηκε για να μελετηθεί ήταν το Κτίριο Ψυχολογίας του Πανεπιστημίου Έμορυ στην Ατλάντα των Ηνωμένων Πολιτειών Αμερικής, το οποίο έλαβε πιστοποίηση LEED επιπέδου Silver. Το BIM χρησιμοποιήθηκε στο στάδιο του πρώιμου σχεδιασμού του κτιρίου ώστε να καθορίσει τον κατάλληλο προσανατολισμό του, να αξιολογήσει τους διαφορετικούς τύπους σχεδιασμού του κελύφους όπως η τοιχοποιία, το υαλοπέτασμα και τα είδη των ανοιγμάτων, να εκτελέσει ενεργειακή ανάλυση και ανάλυση φυσικού φωτισμού, αλλά και για να δημιουργήσει μια έκθεση ικανοτήτων φυσικού φωτισμού ως προς την πιστοποίηση LEED. Ecotect Analysis Το λογισμικό Ecotect Analysis, ιδιοκτησία της εταιρίας Autodesk, είναι «ένα εργαλείο ολοκληρωμένου κτιριακού σχεδιασμού και περιβαλλοντικής ανάλυσης, το οποίο καλύπτει όλο το εύρος λειτουργιών προσομοίωσης και ανάλυσης που απαιτούνται για την πλήρη κατανόηση του πώς θα λειτουργήσει και θα αποδώσει ο κτιριακός σχεδιασμός» (Autodesk 2008). Οι κύριες δυνατότητες ανάλυσης του προγράμματος περιλαμβάνουν ενεργειακή ανάλυση, θερμική ανάλυση και αναλύσεις φωτισμού και σκίασης. Τα γνωρίσματα της ενεργειακής και θερμικής ανάλυσης λαμβάνουν υπόψη τους παράγοντες όπως διαχείριση πόρων, θερμικά και ψυκτικά φορτία και εξαερισμού και ροής αέρα. Τα εργαλεία ανάλυσης φωτισμού/σκίασης δίνουν τη δυνατότητα για ηλιακή ανάλυση, αξιολόγηση φυσικού φωτισμού, σχεδιασμό φωτισμού και σκίασης, αλλά και τη δυνατότητα οπτικής απεικόνισης της επίδρασης των γύρω κτιρίων και περιβάλλοντα χώρου στο φωτισμό και τη σκίασης του υπό εξέτασιν κτιρίου (Right to Light Analysis). Τέλος, το Ecotect δίνει τη δυνατότητα και για άλλες αξιολογήσεις των κτιριακών εγκαταστάσεων, όπως η ακουστική ανάλυση. Πλεονεκτήματα: Δυνατότητες προβολής μοντέλου Τα αποτελέσματα των αναλύσεων αποθηκεύονται σε ένα μόνο αρχείο Τα επακόλουθα γραφικά γίνονται εύκολα κατανοητά Γρήγορη και ακριβής προβολή αποτελεσμάτων Ποικιλία από εμφανιζόμενα μέσα Σύστημα διαχείρισης ζωνών

83 Κεφ. 3: Ενεργειακός Σχεδιασμός Μονοκατοικίας με τη βοήθεια Υπολογιστή Μειονεκτήματα: Το περιβάλλον χρήστη είναι δύσκολο να κατανοηθεί Τα βήματα ή οι διαδικασίες ανάλυσης είναι ασαφή Δεν υπάρχει έλεγχος σφάλματος gbxml Η διάρκεια εκτέλεσης των αναλύσεων είναι μεγάλη Κάποιες αναλύσεις προκαλούν αποσταθεροποίηση του προγράμματος Η επιτυχία των αναλύσεων είναι ασυνεπής. Green Building Studio (GBS) Το λογισμικό Green Building System, επίσης ιδιοκτησίας της εταιρίας Autodesk, είναι μια διαδικτυακά βασισμένη υπηρεσία ενεργειακής ανάλυσης, που επιτρέπει στους χρήστες να αξιολογήσουν και να εκτιμήσουν την επίπτωση προς το περιβάλλον των μεμονωμένων δομικών στοιχείων ενός κτιρίου στα πρώτα στάδια της σχεδιαστικής διαδικασίας. Οι κύριες δυνατότητες ανάλυσης του λογισμικού περιλαμβάνουν ενεργειακή και θερμική ανάλυση, ανάλυση φωτός και σκίασης και ανάλυση αξία/κόστος. Η θερμική και ενεργειακή ανάλυση αξιολογεί τη χρήση ενέργειας, τις εκπομπές άνθρακα και τον εξαερισμό και ροή αέρα. Οι αναλύσεις φωτισμού και σκίασης εκτιμούν το φυσικό φωτισμό και περιλαμβάνουν τη λειτουργία LEED Daylight Credit 8.1. Οι συναρτήσεις αξίας και κόστους καθορίζουν τις αποτιμήσεις και τα κόστη του κύκλου ζωής. Πλεονεκτήματα: Αυτοματοποιημένη διαδικτυακή μέθοδος με διαδικασία βήμα-προς-βήμα Απαιτείται πολύ μικρή προετοιμασία Γρήγορη μετάβαση από μοντέλο Revit σε ανάλυση gbxml Αυτοματοποιημένος έλεγχος gbxml Απλό περιβάλλον χρήστη Υψηλός δείχτης αποτελεσμάτων προς το χρόνο που ξοδεύτηκε Παρέχει ανάλυση φυσικού φωτισμού κατά LEED. Μειονεκτήματα: Παρουσιάζει πρόβλημα με μεγάλα αρχεία Ανίκανο να καθορίσει το τύπο ή τους τύπους της ανάλυσης Μια προκαθορισμένη ευρεία ανάλυση Περιορισμένοι τύποι ανάλυσης Δυσκολία στη συσχέτιση δεδομένων gbxml με διαδικτυακή βάση δεδομένων Απαιτεί σύνδεση στο διαδίκτυο

84 Κεφ. 3: Ενεργειακός Σχεδιασμός Μονοκατοικίας με τη βοήθεια Υπολογιστή Απαιτεί σύνδεση και κωδικό για πρόσβαση στα αρχεία και στα αποτελέσματα των αναλύσεων. Virtual Environment Το λογισμικό Virtual Environment της εταιρίας Integrated Environmental Solutions, είναι μια σειρά από εργαλεία ανάλυσης ολοκληρωμένης κτιριακής απόδοσης. Τα εργαλεία αυτά παρέχουν αναλύσεις για ζητήματα που περιλαμβάνουν ενέργεια, φωτισμό, κόστη και πολλά άλλα. Οι ενεργειακές/θερμικές λειτουργίες περιλαμβάνουν χρήση ενέργειας, εκπομπές άνθρακα, θερμική ανάλυση, αξιολόγηση θερμικών/ψυκτικών φορτίων, και αξιολόγηση εξαερισμού / ροής αέρα. Οι λειτουργίες φωτισμού/σκίασης περιλαμβάνουν ηλιακή ανάλυση, αξιολόγηση φυσικού φωτισμού και δυνατότητες σύμφωνα με το LEED Daylight Credit 8.1. Οι λειτουργίες ανάλυσης αξίας/κόστους περιλαμβάνουν ανάλυση κύκλου ζωής και κόστος κύκλου ζωής. Πλεονεκτήματα: Απευθείας σύνδεση με το λογισμικό Revit Το περιβάλλον χρήστη μιμείται αυτό του Revit Σημαντικές αναλύσεις με ένα απλό κλικ Σχετικά μικρή διάρκεια εκτέλεσης των αναλύσεων Σωστή δομή και οργάνωση των αποτελεσμάτων Μεγάλο πλήθος διαθέσιμων αναλύσεων Ανάλυση κύκλου ζωής και κόστους Έλεγχος LEED Daylight Credit 8.1. Μειονεκτήματα: Τα αποτελέσματα αποθηκεύονται ξεχωριστά από το κύριο αρχείο του έργου Περιορισμένες δυνατότητες προβολής του μοντέλου Η προετοιμασία του μοντέλου απαιτεί χειροκίνητο έλεγχο gbxml με περιορισμένη έκθεση λαθών. Μη σταθερή επιτυχία εκτέλεσης αναλύσεων ανάμεσα σε διαφορετικά εργαλεία και μεθόδους. Με σκοπό να εκτιμηθεί η απόδοση των τριών λογισμικών για διάφορους τύπους ανάλυσης βιωσιμότητας και για να επιλεγεί το καλύτερο λογισμικό, εκτελέστηκε από την εταιρία ένας αναλυτικός υπολογισμός. Αρχικά, δημιουργήθηκε μια λίστα από διάφορα χαρακτηριστικά βιωσιμότητας (πάντα σύμφωνα με το σύστημα βαθμολόγησης LEED). Σε κάθε ένα χαρακτηριστικό αποδόθηκε ένας συντελεστής βαρύτητας, ο οποίος αναπαριστά τη σημαντικότητά του ανάμεσα στα υπόλοιπα χαρακτηριστικά. Οι συντελεστές αυτοί καθορίστηκαν από μια ομάδα ειδικών με το

85 Κεφ. 3: Ενεργειακός Σχεδιασμός Μονοκατοικίας με τη βοήθεια Υπολογιστή BIM και το σύστημα LEED της εταιρίας, βάσει της εμπειρίας τους. Κατόπιν αυτού, η ίδια ομάδα αποτίμησε αυτά τα χαρακτηριστικά σε κάθε ένα από τα τρία λογισμικά και τους έδωσε μια βαθμολογία από το 1 έως το 10. Συνεπώς, η συνολική σταθμισμένη βαθμολογία για κάθε λογισμικό υπολογίστηκε ως εξής: Συνολική Σταθμισμένη Βαθμολογία = Σ (βαθμολογία του χαρακτηριστικού) x (Συντελεστής βαρύτητας του συγκεκριμένου χαρακτηριστικού) [27]. Στον Πίνακα 3.1 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα. Πίνακας 3.1. Σύγκριση λογισμικών Ecotect, GBS και VE ως προς την κτιριακή απόδοση, με βάση διάφορα χαρακτηριστικά βιώσιμου σχεδιασμού (σύμφωνα με το σύστημα LEED) [27]. Χαρακτηριστικά Βιώσιμου Σχεδιασμού Ενέργεια Χρήση Ενέργειας Υπολ. Εκπομπών Άνθρακα Διαχείριση Πόρων Συνολική Βαθμολογία Θέρμανση Θερμική Ανάλυση Θερμικά/Ψυκτικά Φορτία Εξαερισμός και Ροή Αέρα Συνολική Βαθμολογία Ηλιακή Ηλιακή Ανάλυση Right to Light Συνολική Βαθμολογία Φωτισμός&Φυσικός Φωτισμός Εκτίμηση Φυσικού Φωτισμού Σχεδιασμός Σκίασης Σχεδιασμός Φωτισμού Συνολική Βαθμολογία Ακουστική Ακουστική Ανάλυση Συνολική Βαθμολογία Αξία και Κόστος Ανάλυση Κύκλου Ζωής Κόστος Κύκλου Ζωής Συνολική Βαθμολογία LEED LEED Integration Tools Συνολική Βαθμολογία Συνολική Σταθμισμένη Βαθμολογία Συντ. Βαρύτητας (1-10) Ecotect GBS VE Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, όπως αυτά προέκυψαν από τη σχετική σύγκριση της Holder Construction Company (HCC), ως καλύτερο και πιο πολύπλευρο λογισμικό παρουσιάζεται το Virtual Environment της εταιρίας Integrated Environment Solutions. Το λογισμικό Ecotect Analysis, αν και με καλύτερη συνολική βαθμολογία από το

86 Κεφ. 3: Ενεργειακός Σχεδιασμός Μονοκατοικίας με τη βοήθεια Υπολογιστή Green Building Studio σε πολλές κατηγορίες, όπως η Θερμική ή η κατηγορία Φυσικού Φωτισμού, παρουσιάζεται ως το λιγότερο ευέλικτο από τα τρία. Αυτό οφείλεται στο ότι υστερεί στις κατηγορίες Αξίας και Κόστους, αλλά και στην κατηγορία LEED, κατηγορίες οι οποίες αμφότερες είχαν μεγάλο συντελεστή βαρύτητας στα πλαίσια της μελέτης. Παρ όλα αυτά, οι κατηγορίες και τα επιμέρους χαρακτηριστικά στα οποία υπερτερεί το λογισμικό Ecotect Analysis έναντι των υπόλοιπων δύο, και στα οποία σημειώνει σχεδόν άριστη βαθμολογία, είναι και αυτά που μας ενδιαφέρουν άμεσα στα πλαίσια της εργασίας (π.χ. Θερμική Ανάλυση, Υπολογισμός Θερμικών/Ψυκτικών Φορτίων, Ηλιακή Ανάλυση) και συνεπώς έχουν μεγαλύτερο συντελεστή βαρύτητας από αυτόν που τους αποδόθηκε στη μελέτη. Αντίστοιχα, οι κατηγορίες και τα επιμέρους χαρακτηριστικά στα οποία το Ecotect Analysis έλαβε μηδενική βαθμολογία (π.χ. Ανάλυση Κύκλου Ζωής, LEED Integration Tools), δεν χρησιμοποιήθηκαν, δε χρειάστηκε να χρησιμοποιηθούν και δεν επηρέασαν στο ελάχιστο την εξέλιξη της εργασίας. Τέλος, ελάχιστη έως μηδενική ήταν και η επίπτωση κάποιων από τα μειονεκτήματα του λογισμικού που αναφέρθηκαν πιο πάνω, καθώς δεν παρουσιάστηκε δυσκολία κατανόησης του περιβάλλοντος χρήστη, ενώ και η όποια καθυστέρηση κατά την εκτέλεση κάποιων υπολογισμών ήταν αμελητέα. Όλα αυτά σε συνδυασμό και με τα πλεονεκτήματα του λογισμικού, όπως οι δυνατότητες προβολής του μοντέλου, το σύστημα διαχείρισης ζωνών αλλά και τα ευκατανόητα διαγράμματα, οδήγησαν στην τελική επιλογή του Ecotect Analysis για την εκπόνηση της ολοκληρωμένης κτιριακής μελέτης σύμφωνα με το Building Information Modeling Περιγραφή διάταξης μονοκατοικίας / Γενικά χαρακτηριστικά Η μονοκατοικία που μελετήθηκε αποτελεί ένα από τα μοντέλα δείγματα του λογισμικού Ecotect, η οποία ανταποκρίνεται σε θέμα χώρων, δωματίων και ως προς το συνολικό εμβαδόν της στις ανάγκες μια τετραμελούς οικογένειας. Συγκεκριμένα, τα δωμάτια/ζώνες της μονοκατοικίας είναι: κουζίνα, σαλόνι-τραπεζαρία, τρία δωμάτια (κρεβατοκάμαρα και δύο παιδικά), γραφείο, δύο μπάνια (το ένα άμεσα συνδεδεμένο με την κρεβατοκάμαρα), χώροι διαδρόμων καθώς και κλειστός χώρος στάθμευσης (parking) των αυτοκινήτων δύο θέσεων. Όλες οι ζώνες που αναφέρθηκαν, με εξαίρεση το χώρο στάθμευσης, θεωρήθηκαν θερμαινόμενες για τις ανάγκες υπολογισμού των θερμικών και ψυκτικών φορτίων της μονοκατοικίας. Το συνολικό εμβαδόν της μονοκατοικίας (για τις θερμαινόμενες ζώνες) είναι 111,38τ.μ., το εμβαδόν του χώρου στάθμευσης είναι 38,46τ.μ. και η συνολική επιφάνεια των ανοιγμάτων 35,68τ.μ. Το εξωτερικό της μονοκατοικίας φαίνεται στην Εικόνα 3.3. Στα πλαίσια του υπολογισμού των θερμικών και ψυκτικών φορτίων, θεσπίστηκαν μια Ανώτερη και μια Κατώτερη Επιθυμητή Θερμοκρασία, με την Ανώτερη να ορίζεται

87 Κεφ. 3: Ενεργειακός Σχεδιασμός Μονοκατοικίας με τη βοήθεια Υπολογιστή στους 22 C, ενώ για την Κατώτερη έγινε διαχωρισμός ανάλογα με την ώρα της ημέρας και ορίστηκαν δύο τιμές μία για τις ώρες 00:00-07:00 και η οποία είναι στους 16 C και μία για τις υπόλοιπες ώρες της ημέρας (08:00-23:00) και η οποία είναι στους 20 C. Ο λόγος για αυτό το διαχωρισμό είναι ο προφανής, ότι δηλαδή το βράδυ που τα μέλη της οικογένειας κοιμούνται (κάνοντας χρήση κουβέρτας ή παπλώματος) δεν υπάρχει ανάγκη για υψηλή θερμοκρασία στο σπίτι. Επίσης, η Ανώτερη Επιθυμητή Θερμοκρασία κατά τους θερινούς μήνες, όπου ουσιαστικά έχει το ρόλο της Κατώτερης Επιθυμητής Θερμοκρασίας, τέθηκε στους 25 C. Εκτός από τη δυνατότητα διαφορετικών ωραρίων, το λογισμικό διαθέτει κι άλλες παραμέτρους διαφοροποίησης και εξατομίκευσης. Δίνεται η δυνατότητα δημιουργίας επιμέρους προγράμματος/ωραρίου λειτουργίας για κάθε μία από τις θερμαινόμενες ζώνες χωριστά, με τη χρήση ποσοστών συμμετοχής των κατοίκων της συγκεκριμένης ζώνης μέσα στην ημέρα, αλλά και μέσα στο έτος συνολικά. Για παράδειγμα το ποσοστό χρήσης των δωματίων μπορεί να τεθεί στο 0% κατά τις πρωινές ώρες (εργασίας και σχολείου), ποσοστό το οποίο μπορεί να αλλάξει για τα Σαββατοκύριακα ή και τις περιόδους γιορτών και διακοπών, ενώ αντίστοιχα μπορεί να τεθεί στο 100% για τις βραδινές ώρες ύπνου. Επίσης, υπάρχει η δυνατότητα επιπλέον παραμετροποίησης με βάση το συντελεστή ένδυσης των ατόμων, με ένα εύρος τιμών από το 0-3, με το 0 να είναι το εντελώς γυμνό, το 1 να είναι ελαφρύ ντύσιμο και το 3 να είναι ντύσιμο αρκτικού τύπου. Χρησιμοποιήθηκαν κατά κύριο λόγο, και ανάλογα με την εποχή του χρόνου, συντελεστές από 0,2 (εσώρουχα) έως 0,6 (παντελόνι με μπλουζάκι) και 1 (ελαφρύ ντύσιμο). Εκτός αυτών, το λογισμικό διαθέτει επίσης και παραμέτρους για το ρυθμό εναλλαγής του αέρα, την ευαισθησία στον άνεμο και το είδος δραστηριότητας των ατόμων (π.χ. ύπνος, διάβασμα, άσκηση, δουλείες του σπιτιού κλπ), με τις τιμές που χρησιμοποιήθηκαν για τις εκάστοτε παραμέτρους να είναι οι μέσες προτεινόμενες. Τέλος, χρησιμοποιήθηκαν και δύο ιδιαίτερα ενδιαφέροντα εργαλεία του λογισμικού, αυτό του υπολογισμού της συνολικής προσπίπτουσας ακτινοβολίας κατά τη διάρκεια ενός έτους στις εξωτερικές επιφάνειες της μονοκατοικίας και αυτό της απεικόνισης του φάσματος σκίασης, με τα αποτελέσματα να φαίνονται στις Εικόνες 3.3. και

88 Κεφ. 3: Ενεργειακός Σχεδιασμός Μονοκατοικίας με τη βοήθεια Υπολογιστή Εικόνα 3.3. Απεικόνιση περιμετρικά του εξωτερικού της μονοκατοικίας. Από αριστερά προς τα δεξιά: Νότια-Δυτική- Βόρεια-Ανατολική όψη. Κέντρο: κάτοψη. Κάτω: ετήσια προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία. Εικόνα 3.4. Απεικόνιση του ημερήσιου φάσματος σκίασης της μονοκατοικίας για εφτά μέρες του έτους. Από αριστερά προς τα δεξιά: 29 Ιανουαρίου, 12 Μαρτίου, 7 Μαΐου, 18 Ιουνίου, 13 Αυγούστου, 8 Οκτωβρίου και 3 Δεκεμβρίου

89 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων 4. Αποτελέσματα Σεναρίων Αναπτύχθηκαν συνολικά τέσσερα σενάρια προς μελέτη και έγινε ο υπολογισμός των ενεργειακών φορτίων της μονοκατοικίας για κάθε ένα από αυτά. Και στα τέσσερα σενάρια κρατήθηκαν σταθερά τα γενικά στοιχεία και χαρακτηριστικά, όπως αυτά περιγράφηκαν στο Κεφάλαιο 3. Στα σενάρια 1, 2 και 3 διαφοροποιήθηκαν σε κάθε ένα από αυτά μόνο τα υλικά κατασκευής της τοιχοποιίας και των ανοιγμάτων, η περιγραφή των οποίων θα γίνει στη συνέχεια στην ανάλυση των σεναρίων, κρατώντας σταθερή ως τοποθεσία της μονοκατοικίας την πόλη της Θεσσαλονίκης (Κλιματική Ζώνη Γ). Το 4 ο σενάριο αποτελεί μια συνέχεια του 2 ου σεναρίου, κρατώντας ίδια τα υλικά κατασκευής της τοιχοποιίας και των ανοιγμάτων, αλλάζοντας όμως την τοποθεσία της μονοκατοικίας. Ως εναλλακτική τοποθεσία επιλέχθηκε η πόλη της Μονεμβασιάς, η οποία ανήκει στην Κλιματική Ζώνη Α, ώστε να μπορεί να γίνει σύγκριση και μελέτη δύο αρκετά διαφορετικών -ως προς τα μετεωρολογικά δεδομένα- πόλεων Τοποθεσία: Θεσσαλονίκη Η πόλη της Θεσσαλονίκης ανήκει στο γεωγραφικό διαμέρισμα της Κεντρικής Μακεδονίας, στα βόρεια της χώρας. Από κλιματικής απόψεως, κατατάσσεται στην Κλιματική Ζώνη Γ (βάσει ΚΕΝΑΚ), όπως φαίνεται και στην Εικόνα 4.1. Το κλίμα της Θεσσαλονίκης είναι μεσογειακό, χαρακτηρίζεται δηλαδή από ζεστά, ξηρά καλοκαίρια και κρύους και υγρούς χειμώνες, εμπεριέχει όμως και ηπειρωτικά χαρακτηριστικά. Στην πόλη επικρατούν άνεμοι μέτριας έως μεγάλης εντάσεως, κυρίως Βόρειοι- Βορειοδυτικοί καθώς και άνεμοι Νότιας διευθύνσεως (Εικόνα 4.2), ενώ αρκετά υψηλά είναι και τα ποσοστά υγρασίας, τα οποία κυμαίνονται από 50% (Σεπτέμβριος) έως και 82% (Νοέμβριος) κατά τη διάρκεια του έτους (Εικόνα 4.3). Τέλος, στην Εικόνα 4.4 παρατηρείται ότι η πόλη βρίσκεται ανάμεσα σε δύο κλιματικές περιοχές της Ελλάδας, λόγω και της παράκτιας δόμησής της. Εικόνα 4.1. Κλιματικά δεδομένα Θεσσαλονίκης για τη χρονική περίοδο Πηγή: Μετεωρολογικός Σταθμός Θεσσαλονίκης

90 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων Εικόνα 4.2. Σχηματική απεικόνιση κλιματικών ζωνών ελληνικής επικράτειας. Σημείωση: Περιοχές που βρίσκονται σε υψόμετρο >500μ κατατάσσονται στην αμέσως επόμενη κλιματική ζώνη [30]. Εικόνα 4.3. Διαγραμματική απεικόνιση της έντασης, της συχνότητας και της διεύθυνσης των ανέμων στην πόλη της Θεσσαλονίκης κατά τη διάρκεια ενός έτους, όπως προέκυψαν από το Ecotect Analysis. Εικόνα 4.4. Κλιματικές περιοχές της Ελλάδας [30]

91 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων Σενάριο 1 ο Για τα υλικά κατασκευής της τοιχοποιίας και των ανοιγμάτων στην περίπτωση του 1 ου σεναρίου ισχύουν οι εξής τιμές: o U-value (τοιχοποιίας) : 1,740 (W/m 2 K) o U-value (ανοιγμάτων) : 2,260 (W/m 2 K) o U-value (συνολικό) : 1,924 (W/m 2 K) Κρατώντας σταθερές όλες τις υπόλοιπες παραμέτρους του προγράμματος Ecotect Analysis (Ανώτατη/Κατώτερη Επιθυμητή Θερμοκρασία, ωράριο λειτουργίας), έγινε αναλυτικός υπολογισμός των θερμικών και ψυκτικών φορτίων της μονοκατοικίας ανά θερμική ζώνη (η μονοκατοικία αποτελείται από διαφορετικές θερμικές ζώνες κάθε μία από τις οποίες αντιπροσωπεύει ένα χώρο της μονοκατοικίας όπως περιγράφηκαν στο Κεφάλαιο 3-, μελετάται όμως σαν μια ενιαία θερμική ζώνη), ενώ υπολογίστηκε και το σύνολο των παθητικών απωλειών και οφελών. Έπειτα από σχετική επεξεργασία των αποτελεσμάτων με τη χρήση των φύλλων Excel, προέκυψαν ως αποτελέσματα ο Πίνακας 4.1, τα Διαγράμματα και η Εικόνα 4.5. Πίνακας 4.1. Συνολικά οφέλη και απώλειες θερμότητας ανά κατηγορία / Θερμικές Ψυκτικές Συνολικές Kwh/m 2 της μονοκατοικίας (Σενάριο 1). Category Losses Gains Fabric 63,1 % 6,7% Sol-Air 0,0 % 16,8% Solar 0,0% 39,3% Ventilation 22,7% 2,0% Internal 0,0% 35,2% Inter-Zonal 14,2% 0,0% Kwh (Heat) / m 2 38,18 Kwh (Cool) / m 2 10,96 Kwh (Total) / m 2 49,

92 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων Ετήσια Θερμικά Φορτία (Σενάριο 1) Σαλόνι/Τραπεζ. (Ζώνη8), 29.43% Χωλ (Ζώνη11), 0.01% Κουζίνα (Ζώνη7), 31.47% Δωμάτιο2 (Ζώνη1), 12.59% Δωμάτιο1 (Ζώνη5), 11.88% Δωμάτιο3 (Ζώνη3), 7.60% Μπάνιο (Ζώνη2), 2.71% Γραφείο (Ζώνη6), 4.31% Διάγραμμα 4.1. Κατανομή των Ετήσιων Θερμικών Φορτίων ανά Θερμική Ζώνη μονοκατοικίας (Σενάριο 1). Ετήσια Ψυκτικά Φορτία (Σενάριο 1) Σαλόνι/Τραπεζ. (Ζώνη8), 26.02% Χωλ (Ζώνη11), 0.02% Κουζίνα (Ζώνη7), 26.81% Δωμάτιο2 (Ζώνη1), 15.00% Μπάνιο (Ζώνη2), 8.33% Δωμάτιο1 (Ζώνη5), 8.32% Δωμάτιο3 (Ζώνη3), 13.14% Γραφείο (Ζώνη6), 2.37% Διάγραμμα 4.2. Κατανομή των Ετήσιων Ψυκτικών Φορτίων ανά Θερμική Ζώνη μονοκατοικίας (Σενάριο 1)

93 ΚWh Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων Διάγραμμα 4.3. Σχηματική κατανομή συνολικών οφελών και απωλειών θερμότητας ανά κατηγορία (Σενάριο 1). Εικόνα 4.5. Ποσοστιαία κατανομή απωλειών και οφελών θερμότητας ανά κατηγορία (Σενάριο 1). Μηνιαία Θερμικά/Ψυκτικά Φορτία (Σενάριο 1) Ψυκτικά Φορτία Θερμικά Φορτία Διάγραμμα 4.4. Μηνιαία Θερμικά και Ψυκτικά Φορτία (Σενάριο 1)

94 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων Αναλύοντας τα αποτελέσματα και τα σχετικά διαγράμματα που παρουσιάζονται, προκύπτουν αρκετά και κατά κύριο λόγο αναμενόμενα συμπεράσματα. Αρχικώς, καθώς πρόκειται για το 1 ο σενάριο, και το λιγότερο ενεργειακά σχεδιασμένο από τα τρία, οι συνολικές ανάγκες της μονοκατοικίας εκφραζόμενες σε Kwh/m 2 είναι αρκετά υψηλές (49,14) με τις ανάγκες θέρμανσης να λαμβάνουν το μεγαλύτερο ποσοστό (78%), γεγονός που δικαιολογείται απόλυτα από την ένταξη της Θεσσαλονίκης στην Κλιματική Ζώνη Γ και από τις ιδιαίτερα χαμηλές θερμοκρασίες που επικρατούν κατά τη διάρκεια του χειμώνα, συνδυασμένες και από τα πολύ υψηλά επίπεδα υγρασίας. Αναλύοντας, στη συνέχεια, τα Διαγράμματα 4.1 και 4.2, παρατηρείται μια σταθερή και σχεδόν ταυτόσημη ποσοστιαία κατανομή τόσο των θερμικών όσο και των ψυκτικών φορτίων ανά θερμική ζώνη / χώρο της μονοκατοικίας, με τις όποιες μικρές διαφορές που παρουσιάζονται να οφείλονται κυρίως στην πορεία του ήλιου κατά τη διάρκεια του χρόνου και την έκθεση των χώρων της μονοκατοικίας σε αυτόν. Σύμφωνα με το Διάγραμμα 4.3, αλλά και με την Εικόνα 4.5, κύρια αιτία (63,1%) απωλειών θερμότητας για τη μονοκατοικία αποτελεί το οικοδόμημα, (δηλαδή μεταφορά θερμότητας μέσω αγωγής και συναγωγής), με τις απώλειες από τον εξαερισμό (22,7%) και τις απώλειες μεταξύ των θερμικών ζωνών (14,2%) να υπολείπονται. Αντίστοιχα, για τα οφέλη θερμότητας της μονοκατοικίας, οι δύο κυριότερες πηγές είναι τα άμεσα ηλιακά οφέλη από την απευθείας έκθεσή της στον ήλιο (39,3%) και τα οφέλη που προέρχονται από το εσωτερικό της μονοκατοικίας (35,2%), όπως για παράδειγμα από τις ηλεκτρικές συσκευές, τις λάμπες, αλλά και από τα άτομα που κατοικούν σε αυτήν. Με χαμηλότερη συμμετοχή είναι τα έμμεσα ηλιακά οφέλη (16,7%), τα οφέλη μέσω αγωγής και συναγωγής (6,7%) και τα οφέλη από τον εξαερισμό (2%). Τέλος, από το Διάγραμμα 4.4 φαίνεται ότι οι μεγαλύτερες ανάγκες για θέρμανση συναντώνται κατά το μήνα Ιανουάριο, με τους μήνες Δεκέμβριο και Φεβρουάριο να ακολουθούν. Παρότι ο Δεκέμβριος παρουσιάζεται ως πιο ενεργειακά απαιτητικός και πιο ψυχρός μήνας από το Φεβρουάριο σε απόλυτες τιμές, στην ουσία πρόκειται για δύο ίδιους μήνες σε θέμα αναγκών θέρμανσης, εάν αυτές υπολογιστούν αναλογικά για το σύνολο των ημερών του κάθε μήνα (μια μέση τιμή των 28,7 Kwh/ημέρα και για τους δύο μήνες). Στον αντίποδα, Ιούνης και Ιούλης αποτελούν τους πιο θερμούς μήνες του έτους και ταυτόχρονα τους μήνες με τις μεγαλύτερες ανάγκες της μονοκατοικίας για ψύξη Σενάριο 2 ο Για τα υλικά κατασκευής της τοιχοποιίας και των ανοιγμάτων στην περίπτωση του 2 ου σεναρίου ισχύουν οι εξής τιμές: o U-value (τοιχοποιίας) : 0,300 (W/m 2 K) o U-value (ανοιγμάτων) : 1,400 (W/m 2 K)

95 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων o U-value (συνολικό) : 0,669 (W/m 2 K) Ακολουθώντας την ίδια διαδικασία με αυτή του 1 ου σεναρίου, προέκυψαν ως αποτελέσματα για το 2 ο σενάριο ο Πίνακας 4.2, τα Διαγράμματα και η Εικόνα 4.6. Πίνακας 4.2. Συνολικά οφέλη και απώλειες θερμότητας ανά κατηγορία / Θερμικές Ψυκτικές Συνολικές Kwh/m 2 της μονοκατοικίας (Σενάριο 2). Category Losses Gains Fabric 40,7% 3,7% Sol-Air 0,0 % 4,9% Solar 0,0% 45,9% Ventilation 36,0% 2,5% Internal 0,0% 43,0% Inter-Zonal 23,3% 0,0% Kwh (Heat) / m 2 24,99 Kwh (Cool) / m 2 8,92 Kwh (Total) / m 2 33,91 Ετήσια Θερμικά Φορτία (Σενάριο 2) Σαλόνι/Τραπεζ. (Ζώνη8), 32.41% Κουζίνα (Ζώνη7), 31.07% Δωμάτιο2 (Ζώνη1), 12.42% Δωμάτιο1 (Ζώνη5), 8.34% Δωμάτιο3 (Ζώνη3), 9.47% Μπάνιο (Ζώνη2), 2.89% Γραφείο (Ζώνη6), 3.38% Διάγραμμα 4.5. Κατανομή των Ετήσιων Θερμικών Φορτίων ανά Θερμική Ζώνη μονοκατοικίας (Σενάριο 2)

96 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων Ετήσια Ψυκτικά φορτία (Σενάριο 2) Σαλόνι/Τραπεζ. (Ζώνη8), 29.16% Δωμάτιο2 (Ζώνη1), 14.57% Μπάνιο (Ζώνη2), 6.14% Κουζίνα (Ζώνη7), 26.58% Δωμάτιο3 (Ζώνη3), 16.55% Δωμάτιο1 (Ζώνη5), 6.01% Γραφείο (Ζώνη6), 0.94% Διάγραμμα 4.6. Κατανομή των Ετήσιων Ψυκτικών Φορτίων ανά Θερμική Ζώνη μονοκατοικίας (Σενάριο 2). Overall Gains/ Losses Διάγραμμα 4.7. Σχηματική κατανομή συνολικών οφελών και απωλειών θερμότητας ανά κατηγορία (Σενάριο 2). Εικόνα 4.6. Ποσοστιαία κατανομή απωλειών και οφελών θερμότητας ανά κατηγορία (Σενάριο 2)

97 ΚWh Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων Μηνιαία Θερμικά/Ψυκτικά Φορτία (Σενάριο 2) Ψυκτικά Φορτία Θερμικά Φορτία Διάγραμμα 4.8. Μηνιαία Θερμικά και Ψυκτικά Φορτία (Σενάριο 2). Το 2 ο σενάριο αποτελεί ένα πιο ρεαλιστικό και εφαρμόσιμο σενάριο στα πλαίσια μιας φυσιολογικής ενεργειακής αναβάθμισης της μονοκατοικίας στην πόλη της Θεσσαλονίκης, χωρίς τη χρήση ακραίων θερμομονωτικών υλικών με πολύ χαμηλές τιμές θερμοπερατότητας. Όπως και στο 1 ο, έτσι και σε αυτό σενάριο, τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την ανάλυση των αποτελεσμάτων είναι σε μεγάλο βαθμό τα αναμενόμενα. Οι συνολικές Kwh/m 2 του 2 ου σεναρίου είναι μειωμένες κατά περίπου 31% (33,91 Kwh/m 2 ) σε σχέση με αυτές του 1 ου, με τη μεγαλύτερη διαφορά να παρατηρείται στις Kwh για θέρμανση (24,75 Kwh/m 2 από τις 38,18 που ήταν προηγουμένως), με τη συνολική αναλογία Θερμικών/Ψυκτικών φορτίων να είναι και σε αυτό το σενάριο στο (%). Η συγκεκριμένη μείωση μπορεί να εξηγηθεί από την καλύτερη μόνωση της μονοκατοικίας, αφού χρησιμοποιήθηκαν υλικά πολύ μικρότερης θερμικής αγωγιμότητας συγκριτικά με αυτά του 1 ου, μείωση η οποία γίνεται ακόμα πιο εμφανής από το Διάγραμμα 4.7 και την Εικόνα 4.6, όπου οι απώλειες θερμότητας λόγω οικοδομήματος καταλαμβάνουν το 40,7% των συνολικών απωλειών, ποσοστό μειωμένο κατά 35% σε σχέση με το αντίστοιχο ποσοστό του 1 ου σεναρίου (63.1%). Οι απώλειες λόγω εξαερισμού (36%) και οι απώλειες μεταξύ των ζωνών της μονοκατοικίας (233%) συμπληρώνουν το 100% των συνολικών απωλειών θερμότητας. Στον αντίποδα, τα οφέλη θερμότητας της μονοκατοικίας για το 2 ο σενάριο προέρχονται σχεδόν αποκλειστικά από την άμεση έκθεσή της στον ήλιο (45,9%) και από τα οφέλη από το εσωτερικό της μονοκατοικίας (43%), ποσοστά ελαφρώς αυξημένα σε σχέση με τα αντίστοιχα του 1 ου σεναρίου. Το 100% των οφελών θερμότητας συμπληρώνουν τα έμμεσα ηλιακά οφέλη (4,9%), τα οφέλη μέσω του οικοδομήματος (3,7%) και τα οφέλη από τον

98 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων εξαερισμό (2,5%), όλα τους μειωμένα συγκριτικά με τα προηγούμενα (Πίνακας 4.2 και Εικόνα 4.6). Η ποσοστιαία κατανομή τόσο των θερμικών όσο και των ψυκτικών φορτίων ανά θερμική ζώνη της μονοκατοικίας, παραμένει σταθερή (Διαγράμματα 4.5 και 4.6), συγκρινόμενη με αυτήν του 1 ου σεναρίου, ευθέως ανάλογη με τα m 2 του κάθε χώρου. Τέλος, και στο 2 ο σενάριο, ο μήνας με τις περισσότερες ανάγκες για θέρμανση είναι ο Ιανουάριος, με τους Δεκέμβριο και Φεβρουάριο να ακολουθούν, έχοντας ουσιαστικά τις ίδιες ανάγκες εκφραζόμενες σε θερμικά φορτία/ημέρα, όπως εξηγήθηκε και προηγουμένως για το 1 ο σενάριο. Ο Ιούλιος αποτελεί και με διαφορά το μήνα με τις μεγαλύτερες ανάγκες για ψύξη, με τους Ιούνιο και Αύγουστο να ακολουθούν (Διάγραμμα 4.8) Σενάριο 3 ο Για τα υλικά κατασκευής της τοιχοποιίας και των ανοιγμάτων στην περίπτωση του 3 ου σεναρίου ισχύουν οι εξής τιμές: o U-value (τοιχοποιίας) : 0,150 (W/m 2 K) o U-value (ανοιγμάτων) : 0,900 (W/m 2 K) o U-value (συνολικό) : 0,424 (W/m 2 K) Ακολουθώντας την ίδια διαδικασία με αυτή των 1 ου και 2 ου σεναρίου, προέκυψαν ως αποτελέσματα για το 3 ο σενάριο ο Πίνακας 4.3, τα Διαγράμματα και η Εικόνα 4.7. Πίνακας 4.3. Συνολικά οφέλη και απώλειες θερμότητας ανά κατηγορία / Θερμικές Ψυκτικές Συνολικές Kwh/m 2 της μονοκατοικίας (Σενάριο 3). Category Losses Gains Fabric 31,6% 2,6% Sol-Air 0,0% 4,9% Solar 0,0% 46,5% Ventilation 41,0% 2,5% Internal 0,0% 43,5% Inter-Zonal 27,4% 0,0% Kwh (Heat) / m 2 17,08 Kwh (Cool) / m 2 9,41 Kwh (Total) / m 2 26,

99 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων Ετήσια Θερμικά Φορτία (Σενάριο 3) Σαλόνι/Τραπεζ. (Ζώνη8), 32.80% Κουζίνα (Ζώνη7), 29.32% Δωμάτιο2 (Ζώνη1), 13.71% Δωμάτιο3 (Ζώνη3), 9.93% Μπάνιο (Ζώνη2), 2.21% Δωμάτιο1 (Ζώνη5), 8.77% Γραφείο (Ζώνη6), 3.27% Διάγραμμα 4.9. Κατανομή των Ετήσιων Θερμικών Φορτίων ανά Θερμική Ζώνη μονοκατοικίας (Σενάριο 3). Ετήσια Ψυκτικά φορτία (Σενάριο 3) Σαλόνι/Τραπεζ. (Ζώνη8), 28.28% Δωμάτιο2 (Ζώνη1), 15.12% Μπάνιο (Ζώνη2), 6.60% Κουζίνα (Ζώνη7), 26.29% Δωμάτιο3 (Ζώνη3), 16.22% Δωμάτιο1 (Ζώνη5), 6.51% Γραφείο (Ζώνη6), 0.93% Διάγραμμα Κατανομή των Ετήσιων Ψυκτικών Φορτίων ανά Θερμική Ζώνη μονοκατοικίας (Σενάριο 3)

100 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων Overall Gains/ Losses ΚWh Διάγραμμα Σχηματική κατανομή συνολικών οφελών και απωλειών θερμότητας ανά κατηγορία (Σενάριο 3). Εικόνα 4.7. Ποσοστιαία κατανομή απωλειών και οφελών θερμότητας ανά κατηγορία (Σενάριο 3). Μηνιαία Θερμικά/Ψυκτικά Φορτία (Σενάριο 3) , Ψυκτικά Φορτία Θερμικά Φορτία Διάγραμμα Μηνιαία Θερμικά και Ψυκτικά Φορτία (Σενάριο 3). Στο 3 ο και τελευταίο (για την πόλη της Θεσσαλονίκης) σενάριο, έχει επιλεγεί η χρήση υλικών με ιδιαίτερα χαμηλές τιμές θερμικής αγωγιμότητας, καθιστώντας το ως το πιο

101 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων «ακραίο» από τα 3 σενάρια στην εφαρμογή του και μόνο για συγκεκριμένες περιπτώσεις (πιο ψυχρά κλίματα, με αρκετά βαρείς και ψυχρούς χειμώνες και όχι πολύ ζεστά καλοκαίρια). Η εφαρμογή του στην περιοχή της Θεσσαλονίκης, έγινε κυρίως για σκοπούς σύγκρισης στα πλαίσια της εργασίας. Όσον αφορά τα αριθμητικά δεδομένα και τα αποτελέσματα που προκύπτουν, μπορούν και σε αυτή την περίπτωση να χαρακτηριστούν ως τα αναμενόμενα. Οι ανάγκες θέρμανσης της μονοκατοικίας έχουν μειωθεί ακόμα περισσότερο, στις 17,08 Kwh/m 2, μειωμένες κατά 55% συγκριτικά με αυτές του 1 ου σεναρίου και κατά 31% συγκριτικά με αυτές του 2 ου. Στον αντίποδα, οι ανάγκες για ψύξη έχουν παραμείνει ίδιες με αυτές του 2 ου σεναρίου, και ελάχιστα αυξημένες (Πίνακας 4.3), παρά την ακόμα χαμηλότερη τιμή θερμικής αγωγιμότητας, επαληθεύοντας στο ακέραιο τα όσα αναφέρθηκαν παραπάνω, ότι τόσο ακραία χαμηλές τιμές δεν ευδοκιμούν και δεν επιφέρουν κάποιο αποτέλεσμα σε περιοχές με θερμά καλοκαίρια, παρά μόνο κατά τους χειμερινούς μήνες που είναι αναγκαία η θέρμανση του χώρου. Συνεχίζοντας με τα αποτελέσματα, ιδιαίτερα σημαντική είναι η πτώση του ποσοστού των απωλειών λόγω οικοδομήματος (31,6% των συνολικών απωλειών), φτάνοντας το 50% σε σχέση με το αντίστοιχο ποσοστό του 1 ου σεναρίου και το 25% σε σχέση με την αντίστοιχη τιμή για το 2 ο σενάριο. Η μεγάλη αύξηση των ποσοστών απωλειών θερμότητας που οφείλονται στον εξαερισμό (41% επί του συνόλου από τα αντίστοιχα 36% του 2 ου σεναρίου και 22,7% του 1 ου ) και των απωλειών θερμότητας μεταξύ των ζωνών της μονοκατοικίας (27,4% επί του συνόλου από το 23,3% και το 14,2% των σεναρίων 2 και 1 αντίστοιχα) δεν είναι αντίστοιχα μεγάλες αν υπολογιστούν σε απόλυτους αριθμούς. Οφείλονται κυρίως στην μεγάλη πτώση των απωλειών θερμότητας λόγω οικοδομήματος (εξαιτίας των πολύ χαμηλών τιμών θερμικής αγωγιμότητας των υλικών που χρησιμοποιήθηκαν), τόσο σε απόλυτους αριθμούς όσο και σε ποσοστά, με αποτέλεσμα η επίδραση των άλλων δύο κατηγοριών (εξαερισμός και μεταξύ ζωνών) στις συνολικές απώλειες θερμότητας να παρουσιάζεται μεγαλύτερη εκφραζόμενη σε ποσοστά. Για την περίπτωση των οφελών θερμότητας, η κατάσταση παραμένει ακριβώς ίδια με αυτή του 2 ου σεναρίου (Πίνακας 4.3 και Εικόνα 4.7). Κάτι παρόμοιο συμβαίνει και για την ποσοστιαία κατανομή τόσο των θερμικών όσο και των ψυκτικών φορτίων ανά θερμική ζώνη της μονοκατοικίας (Διαγράμματα 4.9 και 4.10), η οποία παραμένει σταθερή σε ποσοστά και στα 3 σενάρια, και πάντα ευθέως ανάλογη με τα m 2 του κάθε χώρου. Τέλος, και σε αυτό το σενάριο, ο Ιανουάριος παραμένει ο μήνας με τις μεγαλύτερες ανάγκες σε θέρμανση, με τους Νοέμβριο, αυτή τη φορά, και Φεβρουάριο να ακολουθούν, έχοντας ουσιαστικά τις ίδιες ανάγκες εκφραζόμενες σε θερμικά φορτία/ημέρα. Το διαφορετικό σε αυτό το σενάριο παρουσιάζεται στους θερινούς μήνες, με τον Ιούνιο να αποτελεί το μήνα με τις

102 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων μεγαλύτερες ανάγκες σε ψύξη και με αρκετά μεγάλη διαφορά από το Μάιο (και όχι τον Ιούλιο, όπως θα αναμένονταν) που ακολουθεί (Διάγραμμα 4.12) Συνοπτική Απεικόνιση Σεναρίων 1,2 & 3 Στον Πίνακα 4.4. παρουσιάζονται, για κάθε ένα από τα 3 πρώτα Σενάρια, τα συνολικά οφέλη και οι συνολικές απώλειες θερμότητας ανά κατηγορία, καθώς επίσης και οι αναγκαίες Θερμικές Ψυκτικές (αλλά και Συνολικές) Kwh/m 2 για τα διατήρηση της επιθυμητής θερμοκρασίας στο εσωτερικό της μονοκατοικίας. Στα Διαγράμματα 4.13, 4.14 και 4.15 γίνεται μια επιμέρους σύγκριση αυτών των κατηγοριών (απώλειες, οφέλη, Kwh/m 2 ), ώστε να γίνει πιο εμφανής η διαφορά που παρατηρείται ανάμεσα στα τρία Σενάρια. Πίνακας 4.4. Συνολικά οφέλη και απώλειες θερμότητας ανά κατηγορία / Θερμικές Ψυκτικές Συνολικές Kwh/m 2 της μονοκατοικίας (Σενάρια 1, 2, 3). Σενάριο 1 Σενάριο 2 Σενάριο 3 Category Losses Gains Losses Gains Losses Gains Fabric 63,1% 6,7% 40,7% 3,7% 31,6% 2,6% Sol-Air 0,0% 16,8% 0,0% 4,9% 0,0% 4,9% Solar 0,0% 39,3% 0,0% 45,9% 0,0% 46,5% Ventilation 22,7% 2,0% 36,0% 2,5% 41,0% 2,5% Internal 0,0% 35,2% 0,0% 43,0% 0,0% 43,5% Inter-Zonal 14,2% 0,0% 23,3% 0,0% 27,4% 0,0% Kwh (Heat) / m 2 38,18 24,75 17,08 Kwh (Cool) / m 2 10,96 9,23 9,41 Kwh (Total) / m 2 49,14 33,98 26,

103 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων Απώλειες Θερμότητας ανά κατηγορία 70.0% 63.1% 60.0% 50.0% 40.0% 30.0% 40.7% 31.6% 22.7% 36.0% 41.0% 27.4% 23.3% Σενάριο1, U=1.924 [W/ Κm2] Σενάριο2, U=0.669 [W/ Κm2] 20.0% 10.0% 14.2% Σενάριο3, U=0.424 [W/ Κm2] 0.0% FABRIC SOL-AIR SOLAR VENTILATION INTERNAL INTER-ZONAL Διάγραμμα Σύγκριση ποσοστιαίων απωλειών θερμότητας ανά κατηγορία για τα Σενάρια 1, 2 & 3. Οφέλη θερμότητας ανά κατηγορία 50.0% 45.0% 39.3% 45.9% 46.5% 43.0% 43.5% 40.0% 35.0% 35.2% Σενάριο1, U=1.924 [W/ Κm2] 30.0% 25.0% 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 16.7% 6.7% 4.9% 4.9% 3.7% 2.6% 2.0% 2.5% 2.5% Σενάριο2, U=0,669 [W/ Κm2] Σενάριο3, U=0.424 [W/ Κm2] 0.0% FABRIC SOL-AIR SOLAR VENTILATION INTERNAL INTER-ZONAL Διάγραμμα Σύγκριση ποσοστιαίων οφελών θερμότητας ανά κατηγορία για τα Σενάρια 1, 2 &

104 KWh/m2 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων KWh/m2 Σεναρίων 1, 2 & Σενάριο1, U=1.924 [W/ Κm2] Σεναριο2, U=0.669 [W/ Κm2] Σενάριο3, U=0.424 [W/ Κm2] 0.00 Heating Loads Cooling Loads Total Loads Διάγραμμα Σύγκριση Θερμικών Ψυκτικών και Συνολικών αναγκών της μονοκατοικίας σε Kwh/m 2 Σενάρια 1,2 & 3. για τα Όπως έχει ήδη αναφερθεί και σχολιαστεί, η μεγαλύτερη αλλαγή που παρατηρείται ως απόρροια του χαμηλότερου συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας, U, από το Σενάριο 1 προς το Σενάριο 3, συναντάται στον τομέα των απωλειών θερμότητας και πιο συγκεκριμένα στις απώλειες θερμότητας που οφείλονται στο οικοδόμημα της μονοκατοικίας (Διάγραμμα 4.13). Η τοποθεσία της Θεσσαλονίκης και η Κλιματική Ζώνη Γ στην οποία ανήκει, εξηγούν αυτή την παρατήρηση, καθώς οι ιδιαίτερα χαμηλές θερμοκρασίες κατά τους χειμερινούς μήνες καθιστούν αναγκαίο ένα καλά θερμικά μονωμένο κτήριο με σκοπό την ελαχιστοποίηση των απωλειών θερμότητας. Στον τομέα των οφελών θερμότητας (Διάγραμμα 4.14) δεν υπάρχει κάτι άξιο περαιτέρω αναφοράς από όσα έχουν ήδη σχολιαστεί στα προηγούμενα κεφάλαια, καθώς τα παρατηρηθέντα ποσοστά δεν παρουσιάζουν ιδιαίτερες διακυμάνσεις ανά Σενάριο. Τέλος, στο Διάγραμμα 4.15 καθίσταται σαφής η συνεισφορά, και συνεπώς η ανάγκη ύπαρξης, ενός χαμηλού συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας για κτήρια τα οποία βρίσκονται σε περιοχές που χαρακτηρίζονται από ιδιαίτερα χαμηλές θερμοκρασίες κατά τους χειμερινούς μήνες. Την ώρα που οι αναγκαίες ετήσιες ψυκτικές Kwh/m 2 παραμένουν σταθερές σε κάθε ένα από τα 3 Σενάρια, και ουσιαστικά ανεπηρέαστες από το συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας U, οι αναγκαίες ετήσιες θερμικές Kwh/m 2 παρουσιάζουν σημαντική και αξιόλογη μεταβολή ανάμεσα στα 3 Σενάρια. Η πτώση της τάξης του 35% μεταξύ στα Σενάρια 1 και 2, ή αλλιώς των 13,43 Kwh/m 2 ετησίως εκφραζόμενη ποσοτικά, με την τοποθέτηση υλικών χαμηλότερου συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας, κάθε άλλο παρά αμελητέα δεν μπορεί να θεωρηθεί. Η σημαντική αυτή πτώση στις ανάγκες θέρμανσης της μονοκατοικίας ανάμεσα στα 2 Σενάρια, καθιστά ακόμα πιο σαφή τη σημασία

105 C Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων μόνωσης του κτηριακού δυναμικού σε περιοχές με χαμηλές θερμοκρασίες και συνεπώς με μεγάλη κατανάλωση ενέργειας για τη θέρμανσή τους. Η πτώση των θερμικών αναγκών της μονοκατοικίας είναι ακόμα μεγαλύτερη για την περίπτωση του «ακραίου» 3 ου Σεναρίου, αγγίζοντας ποσοστά της τάξης του 55% (σε σχέση με το Σενάριο 1) και του 31% (σε σχέση με το Σενάριο 2) Τοποθεσία: Μονεμβασιά Η πόλη της Μονεμβασίας ανήκει στο γεωγραφικό διαμέρισμα της Πελοποννήσου στα νότια της χώρας. Από κλιματικής απόψεως, κατατάσσεται στην Κλιματική Ζώνη Α (βάσει ΚΕΝΑΚ), όπως φαίνεται και στην Εικόνα 4.1. Το κλίμα της Μονεμβασιάς χαρακτηρίζεται από ζεστά, ξηρά καλοκαίρια και ήπιους χειμώνες, ενώ χαμηλά είναι και τα επίπεδα βροχοπτώσεων. Στην πόλη επικρατούν άνεμοι μέτριας έως μεγάλης εντάσεως, κυρίως Βόρειοι-Βορειοδυτικοί καθώς και άνεμοι Νότιας διευθύνσεως, οι οποίοι τοπικά και στιγμιαία αγγίζουν και τα 10 μποφόρ. Στα Διαγράμματα 4.16 και 4.17 παρουσιάζονται η μέση μηνιαία θερμοκρασία της Μονεμβασιάς, οι μηνιαίες ώρες ηλιοφάνειας και οι μέρες βροχής για το έτος Μέση Μηνιαία Θερμοκρα σία (2014) 5 0 Ιαν Φεβ Μάρ Απρ Μάιος Ιούν Ιούλ Αύγ Σεπτ Οκτ Νοέμ Δεκ Διάγραμμα Μέση μηνιαία θερμοκρασία για την πόλη της Μονεμβασιάς το έτος 2014 [31] Ιαν Φεβ Μάρ Απρ Μάιος Ιούν Ιούλ Αύγ Σεπτ Οκτ Νοέμ Δεκ Ώρες ηλιοφά νειας Μέρες βροχής (2014) Διάγραμμα Μηνιαίες ώρες ηλιοφάνειας και μέρες βροχής για την πόλη της Μονεμβασιάς το έτος 2014 [31]

106 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων Σενάριο 4 ο Όπως έχει αναφερθεί, το 4 ο Σενάριο είναι μια συνέχεια του 2 ου Σεναρίου. Τα υλικά κατασκευής της τοιχοποιίας και των ανοιγμάτων είναι τα ίδια, ενώ επί της ουσίας έχει διαφοροποιηθεί μόνο η τοποθεσία και συνεπώς τα μετεωρολογικά δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για την εξαγωγή των αποτελεσμάτων. Συγκεκριμένα, για τα υλικά κατασκευής της τοιχοποιίας και ανοιγμάτων ισχύουν οι εξής τιμές: o U-value (τοιχοποιίας) : 0,300 (W/m 2 K) o U-value (ανοιγμάτων) : 1,400 (W/m 2 K) o U-value (συνολικό) : 0,669 (W/m 2 K) Ακολουθώντας την ίδια διαδικασία με αυτή των προηγούμενων τριών σεναρίων, προέκυψαν ως αποτελέσματα για το 4 ο σενάριο ο Πίνακας 4.5, τα Διαγράμματα και η Εικόνα 4.8. Πίνακας 4.5. Συνολικά οφέλη και απώλειες θερμότητας ανά κατηγορία / Θερμικές Ψυκτικές Συνολικές Kwh/m 2 της μονοκατοικίας (Σενάριο 4). Category Losses Gains Fabric 39,0 % 13,0% Sol-Air 0,0 % 0,0% Solar 0,0% 0,0% Ventilation 39,6% 7,0% Internal 0,0% 80,0% Inter-Zonal 21,4% 0,0% Kwh (Heat) / m 2 6,45 Kwh (Cool) / m 2 9,44 Kwh (Total) / m 2 15,

107 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων Ετήσια Θερμικά Φορτία (Σενάριο 4) Σαλόνι/Τραπεζ. (Ζώνη8), 43.14% Δωμάτιο2 (Ζώνη1), 8.30% Κουζίνα (Ζώνη7), 36.64% Δωμάτιο3 (Ζώνη3), 4.39% Γραφείο (Ζώνη6), 2.78% Μπάνιο (Ζώνη2), 0.74% Δωμάτιο1 (Ζώνη5), 3.99% Διάγραμμα Κατανομή των Ετήσιων Θερμικών Φορτίων ανά Θερμική Ζώνη μονοκατοικίας (Σενάριο 4). Ετήσια Ψυκτικά Φορτία (Σενάριο 4) Δωμάτιο3 (Ζώνη3), 23.06% Δωμάτιο1 (Ζώνη5), 13.58% Γραφείο (Ζώνη6), 1.10% Μπάνιο (Ζώνη2), 6.97% Κουζίνα (Ζώνη7), 16.40% Δωμάτιο2 (Ζώνη1), 21.81% Σαλόνι/Τραπεζ. (Ζώνη8), 15.71% Χωλ (Ζώνη11), 1.38% Διάγραμμα Κατανομή των Ετήσιων Ψυκτικών Φορτίων ανά Θερμική Ζώνη μονοκατοικίας (Σενάριο 4). Overall Gains/ Losses Διάγραμμα Σχηματική κατανομή συνολικών οφελών και απωλειών θερμότητας ανά κατηγορία (Σενάριο 4)

108 ΚWh Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων Εικόνα 4.8. Ποσοστιαία κατανομή απωλειών και οφελών θερμότητας ανά κατηγορία (Σενάριο 4). Μηνιαία Θερμικά/Ψυκτικά Φορτία (Σενάριο 4) Ψυκτικά Φορτία Θερμικά Φορτία Διάγραμμα Μηνιαία Θερμικά και Ψυκτικά Φορτία (Σενάριο 4). Το 4 ο και τελευταίο Σενάριο, αποτελεί μια συνέχεια του 2 ου Σεναρίου, όπου όλα τα τεχνικά χαρακτηριστικά έχουν διατηρηθεί ίδια, διαφοροποιώντας μόνο την τοποθεσία της μονοκατοικίας. Σκοπός του σεναρίου είναι να φανεί και μέσα από τα σχετικά διαγράμματα η διαφορά που υπάρχει ανάμεσα σε δύο διαφορετικές Κλιματικές Ζώνες της χώρας ως προς της ανάγκες θέρμανσης και ψύξης. Χαρακτηριστικό διάγραμμα που συνοψίζει και κάνει εμφανή αυτή τη διαφορά αποτελεί το Διάγραμμα Πιο συγκεκριμένα, μέσα από το διάγραμμα φαίνεται η ραγδαία πτώση στις ανάγκες θέρμανσης της μονοκατοικίας μεταξύ των δύο σεναρίων, από τις 24,99 Kwh/m 2 ετησίως του 2 ου στις 6,45 Kwh/m 2 του 4 ου, πτώση που ξεπερνάει το 74%, ενώ σε καθαρούς αριθμούς για τα 111,38m 2 επιφάνειας της μονοκατοικίας, πρόκειται για 2065 Kwh θέρμανσης ετησίως. Όσον αφορά την ανάγκη σε ψυκτικές Kwh, δεν

109 KWh/m2 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων παρατηρείται κάποια ιδιαίτερη διαφορά μεταξύ των δύο σεναρίων, παρά μόνο μια μικρή αύξηση σε αυτές του 4 ου. 60 Σύγκριση 2ου & 4ου Σεναρίου Σενάριο2, U=0.699 [W/ Κm2] Σενάριο4, U=0.699 [W/ Κm2] 0 KWh(Th)/m2 KWh(Cool)/m2 KWH(Tot)/m2 Διάγραμμα Σύγκριση Θερμικών Ψυκτικών Συνολικών αναγκών ενέργειας της μονοκατοικίας, εκφραζόμενες σε Kwh/m 2, για τα Σενάρια 2 και 4. Αναλύοντας τα διαγράμματα που προέκυψαν από την επεξεργασία των αποτελεσμάτων του 4 ου Σεναρίου, υπάρχουν αρκετά στοιχεία στα οποία θα μπορούσε κάποιος να σταθεί και χρήζουν περαιτέρω ανάλυσης. Πρώτο και κυριότερο, και σύμφωνα με τον Πίνακα 4.5, αποτελεί το γεγονός μεγαλύτερες ανάγκης ψύξης της μονοκατοικίας απ ότι θέρμανσης, καθώς οι αναγκαίες Kwh θέρμανσης ανά τετραγωνικό μέτρο είναι λιγότερες από τις αντίστοιχες ψυκτικές (6,45 έναντι 9,44). Ήδη από την πρώτη κιόλας αυτή παρατήρηση, αποτυπώνεται ξεκάθαρα η διαφορά ως προς τις ενεργειακές ανάγκες ανάμεσα στις δύο πόλεις της Θεσσαλονίκης και της Μονεμβασιάς, παρά το γεγονός ότι τις χωρίζουν στο χάρτη κάτι λιγότερο από 800 χιλιόμετρα, δείχνοντας έτσι και την ποικιλομορφία του ελληνικού κλίματος. Συνεχίζοντας με την ανάλυση των αποτελεσμάτων, από το Διάγραμμα 4.20 και την Εικόνα 4.8 φαίνεται μια ξεκάθαρη υπεροχή, της τάξης του 80%, στην προέλευση των οφελών θερμότητας από το εσωτερικό της μονοκατοικίας, οφέλη τα οποία παραμένουν σταθερά καθ όλη της διάρκεια του έτους, με εξαίρεση τους θερινούς μήνες. Πηγή των οφελών αυτών μπορούν να θεωρηθούν οι διάφορες ηλεκτρικές συσκευές και λαμπτήρες που λειτουργούν στο εσωτερικό της μονοκατοικίας, καθώς και οι κάτοικοί του, μιας και το ανθρώπινο σώμα αποτελεί και το ίδιο πηγή θερμότητας της τάξης των Watts. Από τα Διαγράμματα 4.18 και 4.19, παρατηρείται μια κυριαρχία των δύο μεγαλύτερων ζωνών/χώρων της μονοκατοικίας (Σαλόνι/Τραπεζαρία και Κουζίνα) ως προς την ανάγκη και την κατανάλωση θερμικών φορτίων. Ο συνδυασμός των ούτως ή άλλως χαμηλών αναγκών θέρμανσης της μονοκατοικίας και του στοιχείου της προέλευσης των

110 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων οφελών θερμότητας που περιγράφηκε νωρίτερα, έχουν ως απόρροια οι μικρότεροι χώροι της μονοκατοικίας να μην έχουν ιδιαίτερα μεγάλες ανάγκες θέρμανσης και συνεπώς να μην καταλαμβάνουν μεγάλα ποσοστά στο αντίστοιχο διάγραμμα «πίτας». Στον αντίποδα, οι μεγάλες ανάγκες της μονοκατοικίας σε ψυκτικά φορτία, καταμερίζονται με σχεδόν ίδια ποσοστά στις ζώνες/χώρους της μονοκατοικίας. Κύριες πηγές απωλειών θερμότητας της μονοκατοικίας είναι ο εξαερισμός και το οικοδόμημα κατά τους μήνες Νοέμβριο μέχρι και Απρίλιο (39,6% και 39% αντίστοιχα), με τις απώλειες μεταξύ των ζωνών/χώρων της μονοκατοικίας κατά τους μήνες Μάιο έως και Οκτώβριο (21,4%), να συμπληρώνουν την εικόνα. Τέλος, ξεκάθαρη είναι η υπεροχή των ψυκτικών αναγκών έναντι των αντίστοιχων θερμικών, όπως φαίνεται και αναλυτικότερα από το Διάγραμμα 4.21, με τις ανάγκες για ψύξη της μονοκατοικίας να είναι ιδιαίτερα υψηλές ακόμα και κατά το μήνα Οκτώβρη, ενώ τυπικά, και σύμφωνα με τα αποτελέσματα του προγράμματος, ανάγκη ψύξης υφίσταται ακόμα και για το μήνα Νοέμβριο Επιλογή Σεναρίου Για το τελικό στάδιο της εργασίας, αυτό του υπολογισμού του ανθρακικού αποτυπώματος της μονοκατοικίας που αφορά το κομμάτι της κατανάλωσης ενέργειας και θα αναπτυχθεί στο Κεφάλαιο 5, επιλέγεται το 2 ο Σενάριο, καθώς χαρακτηρίζεται από έναν ικανοποιητικό συνολικό συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας για μια μέση οικία στην περιοχή της Θεσσαλονίκης, η επίτευξη του οποίου δεν προϋποθέτει τη χρήση ακραίων θερμομονωτικών υλικών και συνεπώς υψηλό κόστος κατασκευής ή ενεργειακής αναβάθμισης, αν πρόκειται για ήδη υπάρχον κτήριο. Στις συνολικές ανάγκες ενέργειας του σεναρίου για τη θέρμανση και την ψύξη της μονοκατοικίας θα προστεθούν, αφού πρώτα υπολογιστούν, και αυτές για ηλεκτρικό ρεύμα, όπως προκύπτουν από τη λειτουργία των ηλεκτρικών συσκευών, από το φωτισμό, αλλά και για την κάλυψη των αναγκών σε Ζεστό Νερό Χρήσης (ΖΝΧ). Σαν τελικό αποτέλεσμα, θα προκύψουν οι συνολικές ανάγκες ενέργειας της μονοκατοικίας, εκφραζόμενες σε Kwh/m Συνολικές Ανάγκες Ενέργειας Σεναρίου Οι βασικές ηλεκτρικές συσκευές που χρησιμοποιούνται σε μια οικία είναι και οι κύριες υπεύθυνες για ένα μεγάλο μέρος της κατανάλωσής της σε ηλεκτρικό ρεύμα. Τέτοιες ηλεκτρικές συσκευές είναι το ψυγείο-ψυγειοκαταψύκτης, ο φούρνος, το πλυντήριο ρούχων ή πιάτων, η τηλεόραση, ο Ηλεκτρονικός Υπολογιστής κλπ. Οι συσκευές αυτές, μαζί και με κάποιες άλλες συσκευές καθημερινής χρήσης, τοποθετήθηκαν στον Πίνακα 4.6. Όπως φαίνεται, ο πίνακας αποτελείται από 5 στήλες. Στην αρχή είναι η στήλη όπου αναφέρονται οι διάφορες ηλεκτρικές συσκευές (μαζί με αυτές και

111 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων ο φωτισμός), στη συνέχεια ακολουθεί μια στήλη με την ισχύ της ηλεκτρικής συσκευής, δύο ακόμα με τις εβδομαδιαίες και ετήσιες ώρες χρήσης της και τέλος βρίσκεται η στήλη με τις ετήσιες ανάγκες ηλεκτρισμού για την κάθε μία συσκευή, αλλά και για το σύνολό τους. Για τη στήλη με την ισχύ της εκάστοτε ηλεκτρικής συσκευής, χρησιμοποιήθηκαν τιμές που προήλθαν από το επίσημο site της ΔΕΗ [32], αλλά και από το Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών και Εξοικονόμησης Ενέργειας (ΚΑΠΕ / CRES) [33]. Για τις εβδομαδιαίες και τις ετήσιες ώρες λειτουργίας των συσκευών λήφθηκαν τιμές ώστε να αντιπροσωπεύουν όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά και αντικειμενικά τις ανάγκες μιας μέσης τετραμελούς οικογένειας. Τέλος, για ορισμένες ηλεκτρικές συσκευές έχει χρησιμοποιηθεί ένας συντελεστής μείωσης των συνολικών ετήσιων αναγκών, της τάξης του 0,30-0,40 ανάλογα με την περίπτωση. Οι συσκευές αυτές είναι ο ψυγειοκαταψύκτης, ο φούρνος και τα πλυντήρια ρούχων και πιάτων και η μείωσή τους έχει ως βάση το σκεπτικό της χρήσης ηλεκτρικών συσκευών χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης (και κατά συνέπεια υψηλής ενεργειακής κλάσης Α+ και Α++), δεδομένου και του γεγονότος ότι το σενάριο που επιλέχθηκε βασίζεται στο σκεπτικό της δημιουργίας μιας οικίας υψηλής ενεργειακής κλάσης με χαμηλές ανάγκες ενέργειας. Με το ίδιο σκεπτικό, για τον φωτισμό της μονοκατοικίας, έχει επιλεγεί η χρήση λαμπτήρων φθορισμού χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης. Πίνακας 4.6. Ετήσια κατανάλωση ρεύματος για διάφορες οικιακές ηλεκτρικές συσκευές. Σημείωση: Οι συσκευές με αστερίσκο είναι υψηλής ενεργειακής κλάσης (Α+ κα Α++) και συνεπώς χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας [32], [33]. Ηλεκτρική Συσκευή Ισχύς (Watt) Εβδομαδιαία χρήση (hours) Ετήσια χρήση (hours) Συνολικές Ετήσιες Ανάγκες (Kwh) Ψυγειοκαταψύτης* ,32 Φούρνος* ,29 506,83 Εστία φούρνου ,71 456,25 Πλυντήριο ρούχων* ,86 140,16 Πλυντήριο πιάτων* ,5 391,07 275,31 Ηλεκτρικό σίδερο ,43 203,36 Τηλεόραση (35-42 )* ,45 Τηλεόραση (19-24 )* ,57 32,59 Ηλεκτρική σκούπα ,5 182,50 273,75 Ηλεκτρονικός Υπολογιστής ,29 391,07 Απορροφητήρας ,71 67,79 Laptop ,30 Φωτισμός (λαμπτήρες φθορισμού) ,71 312,86 Σύνολο 3214,

112 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων Οι συνολικές 3214,03 Kwh που προέκυψαν εκφραζόμενες ως προς τα 111,38m 2 εσωτερικού χώρου, ανέρχονται σε ετήσια κατανάλωση της τάξης των 28,86 Kwh/m 2. Για να υπολογιστούν οι ανάγκες ενέργειας ώστε να καλυφθούν οι απαιτήσεις των μελών της οικογένειας σε Ζεστό Νερό Χρήσης, χρησιμοποιήθηκε ο εξής τύπος: Q = V N ρ Cp (Tw Tm) 3600 [34] όπου: o Q: ετήσιο θερμικό φορτίο [Kwh] o V: μέση ημερήσια κατανάλωση Ζεστού Νερού για τα 4 άτομα o Ν: ο αριθμός ημερών του μήνα o ρ: η πυκνότητα του νερού, ρ = 1 [kg/lt] o Cp: ειδική θερμοχωρητικότητα του νερού, με Cp = 4,186 [Kj / KgK] o Tw: η επιθυμητή θερμοκρασία του ΖΝΧ o Tm: η μέση μηνιαία θερμοκρασία νερού δικτύου (Κλιματική Ζώνη Γ). Σύμφωνα με την Τεχνική Οδηγία του Τεχνικού Επιμελητηρίου Ελλάδος /2010 [34], η μέση κατανάλωση ΖΝΧ για κάθε άτομο στην περίπτωση της μονοκατοικίας ορίζεται στα 50 λίτρα ημερησίως, η επιθυμητή θερμοκρασία για το ΖΝΧ στους 50 C, ενώ η μέση μηνιαία θερμοκρασία νερού δικτύου ανά Κλιματική Ζώνη, και συγκεκριμένα για την Κλιματική Ζώνη Γ, δίνεται από τον Πίνακα 4.7. Πίνακας 4.7. Μέση μηνιαία θερμοκρασία νερού δικτύου για την Κλιματική Ζώνη Γ [34]. Ιαν Φεβ Μάρ Απρ Μάιος Ιούν Ιούλ Αύγ Σεπτ Οκτ Νοέμ Δεκ 6,5 7,3 9,4 13,2 17,6 21,9 24,3 24, ,7 12,7 8,6 Μετά από υπολογισμούς, προκύπτει ότι οι συνολικές ετήσιες ανάγκες ενέργειας για ΖΝΧ ανέρχονται στις 2926 Kwh και εκφραζόμενες ως προς τα 111,38m 2 εσωτερικού χώρου σε 26,27 Kwh/m 2. Αθροίζοντάς τες στις ανάγκες ενέργειας από τη λειτουργία των ηλεκτρικών συσκευών και τον φωτισμό, προκύπτουν συνολικές ετήσιες ανάγκες της τάξης των 55,13 Kwh/m 2, ενώ συνυπολογίζοντας και τις ανάγκες Θέρμανσης και Ψύξης, όπως αυτές υπολογίστηκαν νωρίτερα στο κεφάλαιο για το 2 ο Σενάριο, καταλήγουμε στις συνολικές ανάγκες ενέργειας της μονοκατοικίας, οι οποίες ανέρχονται σε 89,04 Kwh/m 2. Στο σημείο αυτό αξίζει να σημειωθεί ότι στις περισσότερες περιπτώσεις οι ανάγκες της μονοκατοικίας σε ΖΝΧ κατά τους χειμερινούς μήνες καλύπτονται από το σύστημα θέρμανσης (π.χ. λέβητας πετρελαίου ή ΦΑ) και οι πραγματικές ανάγκες σε

113 Κεφ. 4: Αποτελέσματα Σεναρίων κατανάλωση είναι αυτές που προκύπτουν από τους υπόλοιπους. Παρόλα αυτά, προκειμένου να υπάρχει ανεξαρτησία και ελευθερία στον τρόπο κάλυψης αυτών των αναγκών, λαμβάνονται υπόψη οι συνολικές ανάγκες που προέκυψαν

114 Κεφ. 5: Ανθρακικό Αποτύπωμα Μονοκατοικίας 5. Ανθρακικό Αποτύπωμα Μονοκατοικίας Έχοντας υπολογίσει και βρει στο 4 ο Κεφάλαιο τις συνολικές ανάγκες ενέργειας της μονοκατοικίας, σε αυτό το Κεφάλαιο αναπτύχθηκαν δύο σενάρια για την κάλυψη αυτών των αναγκών. Το 1 ο Σενάριο, ή αλλιώς Σενάριο Α, αποτελεί το συμβατικό σενάριο, όπου οι ανάγκες θέρμανση καλύπτονται με τη χρήση Φυσικού Αερίου, ενώ οι ανάγκες Ψύξης, ΖΝΧ και Ηλεκτρικού Ρεύματος (φωτισμός, ηλεκτρικές συσκευές) καλύπτονται από το δίκτυο της ΔΕΗ. Το 2 ο Σενάριο, ή αλλιώς Σενάριο Β, αποτελεί το σενάριο αυτό βάσει του οποίου η μονοκατοικία θα μετατραπεί σε ΚΣΜΚΕ. Συγκεκριμένα, και σύμφωνα με τα όσα αναφέρθηκαν στο Κεφάλαιο 2 ο, επιχειρήθηκε η κατηγοριοποίησή του ως Net-zero site energy (ως κτίριο δηλαδή που παράγει ανανεώσιμη ενέργεια τουλάχιστον ίση με την ενέργεια που καταναλώνει σε ένα έτος, όταν αυτή υπολογίζεται μόνο για τη χρήση του κτιρίου), αλλά και η υποκατηγοριοποίησή του, βασιζόμενη στις επιλογές προμήθειας ανανεώσιμης ενέργειας, ως ΚΣΜΚΕ:Α, κτίριο δηλαδή το οποίο παράγει και χρησιμοποιεί ενέργεια μέσω ενός συνδυασμού ενεργειακής αποδοτικότητας και Ανανεώσιμης Ενέργειας που παράγεται εντός του ευρύτερου χώρου του κτιρίου (οροφή, αυλή κλπ). Ακολούθως, έγινε ο υπολογισμός της απαιτούμενης ισχύος της εγκατάστασης Φ/Β συστήματος, η οποία θα καλύπτει τις ανάγκες σε ηλεκτρικό ρεύμα των Ηλεκτρικών Συσκευών και του φωτισμού, αλλά και θα τροφοδοτεί αντλία θερμότητας με σκοπό την κάλυψη και των αναγκών Θέρμανσης, Ψύξης και ΖΝΧ. Τέλος, υπολογίστηκε το Ανθρακικό Αποτύπωμα της μονοκατοικίας για κάθε ένα από τα δύο σενάρια και έγινε η τελική σύγκριση των αποτελεσμάτων Σενάριο Α και Υπολογισμός Όπως φαίνεται και στον Πίνακα 5.1, οι ανάγκες Θέρμανσης στα πλαίσια του Σεναρίου Α καλύφτηκαν με τη χρήση Φυσικού Αερίου και με βαθμό απόδοσης του λέβητα στο 95%, ενώ για τις ανάγκες σε Ψύξη προτιμήθηκε η χρήση κλιματιστικών. Αναφορικά με τις ανάγκες σε ΖΝΧ, αυτές κατά τους μήνες θέρμανσης της μονοκατοικίας (Οκτώβριος-Απρίλιος) καλύπτονται αυτόματα από τη χρήση του Φυσικού Αερίου, ενώ για τους υπόλοιπους μήνες καλύπτονται με τη χρήση ηλεκτρικού θερμοσίφωνα. Τέλος, οι συντελεστές εκπομπής CO 2 για το Φυσικό Αέριο και το Ηλεκτρικό Ρεύμα βρέθηκαν από τον διεθνώς αναγνωρισμένο φορέα του Ηνωμένου Βασιλείου, Department for Environmental Food & Rural Affairs, DEFRA [35], σε παράλληλη ταύτιση με αυτούς που προτείνονταν και από το λογισμικό Ecotect Analysis

115 Κεφ. 5: Ανθρακικό Αποτύπωμα Μονοκατοικίας Πίνακας 5.1. Ετήσιες Εκπομπές CO 2 της μονοκατοικίας, Σενάριο Α. Οι συντελεστές εκπομπής CO 2 για τον τελικό υπολογισμό ελήφθησαν από τον Πίνακα 5.2. Κατηγορία Τρόπος Κάλυψης Ετήσιες Ανάγκες [Kwh] Βαθμός απόδοσης συστήματος Συνολικές Ανάγκες [Kwh] Ετήσιες εκπομπές CO2 [Kg] Θέρμανση Φυσικό Αέριο 2783,673 0, ,18 540,03 Ψύξη Κλιματιστικό 993, ,27 736,70 Ηλεκτρικό Ρεύμα ΖΝΧ [Οκτ-Απρ]: Φυσικό Αέριο [Μάιος-Σεπτ]: Ηλ. Ρεύμα 3214, , ,85 0 0,00 0,00 993, ,36 736,78 ΣΥΝΟΛΟ 4397,36 Πίνακας 5.2. Συντελεστές εκπομπής CO 2 [35]. Συντελεστές Εκπομπής CO 2 [Kg/Kwh] Ηλεκτρικό Ρεύμα 0,7417 Φυσικό Αέριο 0,1843 Αντλία Θερμότητας, Θερμική Ζώνη Γ 0, Σενάριο Β και Υπολογισμός Στο Σενάριο Β επιχειρήθηκε η μετατροπή της μονοκατοικίας σε ΚΣΜΚΕ με την κάλυψη του συνόλου των αναγκών της σε ενέργεια από τη χρήση ΑΠΕ. Συγκεκριμένα, επιλέχθηκε η λύση της τοποθέτησης ενός συστήματος Φ/Β στην οροφή της μονοκατοικίας το οποίο, σε συνδυασμό με τις ούτως ή άλλως χαμηλές απαιτήσεις της μονοκατοικίας, θα ήταν αρκετό να την τροφοδοτήσει πλήρως. Όπως φαίνεται και στον Πίνακα 5.3, για την περαιτέρω μείωση των αναγκών σε ενέργεια της μονοκατοικίας, επιλέχθηκε για την κάλυψή τους η χρήση Αντλίας Θερμότητας. Πρόκειται για Α.Θ. αέρα-νερού, με συνολικό βαθμό απόδοσης στο 3.1 και δυνατότητα σύνδεσής της με ΖΝΧ. Η Α.Θ. θα τροφοδοτείται με ηλεκτρικό ρεύμα απευθείας από το σύστημα Φ/Β και με τον τρόπο αυτό θα καλύπτει πλήρως τις ανάγκες σε Θέρμανση, Ψύξη και ΖΝΧ. Φυσικά, οι υπόλοιπες ανάγκες της μονοκατοικίας για τη χρήση των ηλεκτρικών συσκευών και του φωτισμού θα καλύπτονται και αυτές από το παραγόμενο, μέσω του Φ/Β συστήματος, ηλεκτρικό ρεύμα. Όσον αφορά την εγκατάσταση του συστήματος Φ/Β και τη συνολική ισχύ που θα πρέπει να έχει, ακολουθήθηκε η εξής λογική [36]. Για την αποφυγή τοποθέτησης συστημάτων αποθήκευσης του παραγόμενου ηλεκτρικού ρεύματος (μπαταρίες), που θα ανέβαζαν τόσο το κόστος της επένδυσης όσο και την απαιτούμενη επιφάνεια, το σύστημα θα έχει ισχύ τέτοια ώστε να καλύπτει τις απαιτούμενες ανάγκες της μονοκατοικίας σε

116 Κεφ. 5: Ανθρακικό Αποτύπωμα Μονοκατοικίας χρονικό ορίζοντα έτους και όχι για κάθε μέρα ξεχωριστά. Πιο αναλυτικά, και στα πλαίσια του ενεργειακού συμψηφισμού (net-metering), το σύστημα φωτοβολταϊκών συνδέεται με το δίκτυο της ΔΕΗ. Το παραγόμενο ρεύμα απορροφάται από το δίκτυο και στη συνέχεια συμψηφίζεται με το ρεύμα που έχει καταναλώσει ο ιδιοκτήτης. Στο τέλος ενός ετήσιου κύκλου, προκύπτει ο εκκαθαριστικός λογαριασμός, ο οποίος περιλαμβάνει τις Kwh που παράχθηκαν κατά τη διάρκεια του έτους και αυτές που καταναλώθηκαν. Αν το ισοζύγιο είναι αρνητικό (αν δηλαδή καταναλώθηκαν περισσότερες από αυτές που παράχθηκαν) τότε ο ιδιώτης πληρώνει τις επιπλέον Kwh που κατανάλωσε με τις ισχύουσες τιμές της ΔΕΗ για /Kwh. Στην περίπτωση μηδενικού ισοζυγίου, τότε ο ιδιώτης δε θα πληρώσει τίποτα, ενώ τέλος σε περίπτωση θετικού ισοζυγίου, η περίσσεια παραγωγή πάει ουσιαστικά «χαμένη» για τον ιδιώτη. Αυτή η τελευταία περίπτωση του θετικού ισοζυγίου είναι και ο λόγος που θα πρέπει να γίνεται σωστή διαστασολόγηση του συστήματος φωτοβολταϊκών και να αποφεύγεται η τοποθέτηση εγκατεστημένης ισχύος μεγαλύτερης της απαιτούμενης. Η συνολική ετήσια παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος θα είναι όση η συνολική αναγκαία, όπως αυτή φαίνεται στον Πίνακα 5.3. Ακόμα και με αυτόν τον τρόπο λειτουργίας, η μονοκατοικία θα συνεχίζει να θεωρείται ΚΣΜΚΕ, εφόσον το ισοζύγιο παραγομένης και καταναλισκόμενης ενέργειας είναι μηδενικό. Τα οφέλη από αυτή τη διαδικασία είναι τόσο οικονομικά (όσον αφορά τον ιδιοκτήτη του ακινήτου), αλλά και περιβαλλοντικά. Τα πρώτα έχουν να κάνουν με το χαμηλό κόστος της εγκατάστασης, καθώς αποφεύγεται η χρήση των κοστοβόρων μπαταριών, το οποίο είναι αποσβεστέο σε μια χρονική περίοδο περίπου 6 ετών, ενώ σχεδόν μηδαμινό είναι και το κόστος συντήρησης της εγκατάστασης. Όσον αφορά τα περιβαλλοντικά οφέλη, αυτά αφορούν κατά κύριο λόγο τις εκπομπές CO 2, οι οποίες όπως θα φανεί και παρακάτω στην εργασία από τα αποτελέσματα- μειώνονται σημαντικά. Πίνακας 5.3. Ετήσιες Εκπομπές CO 2 της μονοκατοικίας, Σενάριο Β. Οι συντελεστές εκπομπής CO 2 για τον τελικό υπολογισμό ελήφθησαν από τον Πίνακα 5.2. Κατηγορία Τρόπος κάλυψης Ετήσιες Ανάγκες [Kwh] Βαθμός απόδοσης Συνολικές ανάγκες [Kwh] Ετήσιες Εκπομπές CO2 [Kg] Θέρμανση Α.Θ. 2783,673 3,1 897,96 276,57 Ψύξη Α.Θ. 993,265 3,1 320,41 98,69 Ηλεκτρικό Ρεύμα Φ/Β 3214, ,03 0 ΖΝΧ Α.Θ 2925,99 3,1 943,87 290,71 Σύνολο 5376,26 665,97 Ο υπολογισμός της συνολικής απαιτούμενης ισχύος που θα πρέπει να έχει η εγκατάσταση του Φ/Β συστήματος για να παράγει ετησίως τις 5376,26 Kwh, έγινε με

117 Κεφ. 5: Ανθρακικό Αποτύπωμα Μονοκατοικίας τη βοήθεια ενός διαδικτυακού GIS για Φ/Β με τη χρήση διαδραστικών χαρτών από τη σελίδα της Ευρωπαϊκής Ένωσης [37]. Όπως φαίνεται και στην Εικόνα 5.1, χρησιμοποιήθηκε τεχνολογία CIS για τα Φ/Β πάνελ, καθώς έχει υψηλότερη ενεργειακή απόδοση σε σύγκριση με τις συμβατικές μονάδες κρυσταλλικού πυριτίου με τα αρχικά CIS να είναι ακρωνύμιο των χημικών στοιχείων των χαλκού (C), ίνδιο (Ι) και σελήνιο (S), που είναι και τα υλικά που βασίζεται η τεχνολογία. Στην επιλογή Mounting position επιλέχθηκε το Building Integrated, καθώς τα πάνελ θα είναι τοποθετημένα στην οροφή της μονοκατοικίας με κλίση 30. Ως επιλεγμένος προσανατολισμός επιλέχθηκε η Ανατολή (-90 ) παρότι η βέλτιστη επιλογή είναι ο Νότος. Η επιλογή αυτή έγινε αναγκαστικά εξαιτίας της μορφολογίας της μονοκατοικίας, καθώς όπως αναφέρεται και στο 3 ο Κεφάλαιο έχει επιλεγεί Νότιος προσανατολισμός, κάτι που σημαίνει ότι η επιφάνεια της οροφής που θα τοποθετηθούν τα Φ/Β πάνελ θα «κοιτάει» προς την Ανατολή. Κάτι τέτοιο υπολογίστηκε ότι επιφέρει μείωση της τάξης του 18% στις συνολικές παραγόμενες Kwh ετησίως, μείωση όμως αναγκαία βάσει των όσων αναφέρθηκαν. Τέλος, ως περιοχή επιλέχθηκε η περιοχή του Φιλύρου στα προάστια της Θεσσαλονίκης, ενώ οι απώλειες του συστήματος έμειναν ως έχει στο 14%. Εικόνα 5.1. Photovoltaic GIS με τη χρήση διαδραστικών χαρτών. Δεδομένα εισαγωγής και αποτελέσματα [37]. Με τη μέθοδο trial and error βρέθηκε τελικά ότι η απαραίτητη ισχύς της εγκατάστασης θα πρέπει να είναι στα 4,785 kwp, ισχύς που θα αποφέρει συνολικά 5550 Kwh/έτος και θα καλυφθεί από την τοποθέτηση 29 πάνελ ισχύος 165watt έκαστο και συνολικής επιφάνειας στα 35,62m 2 [38] Σύγκριση Αποτελεσμάτων Όπως φαίνεται και στο Σχήμα 5.1 είναι εμφανής η διαφορά μεταξύ των δύο σεναρίων στις ετήσιες εκπομπές τους σε CO 2 [39]. Πιο συγκεκριμένα, στο Σενάριο Α οι ετήσιες

118 CO2 [Kg] Κεφ. 5: Ανθρακικό Αποτύπωμα Μονοκατοικίας οι εκπομπές ανέρχονται στα 4397,36 κιλά, ενώ στο Σενάριο Β μόλις στα 665,97 κιλά μειωμένες περίπου κατά 85%. Η μείωση αυτή είναι απολύτως δικαιολογημένη για τους εξής λόγους. Ο πρώτος αφορά τη χρήση Αντλίας Θερμότητας στο Σενάριο Β για την κάλυψη των αναγκών Θέρμανσης, Ψύξης και ΖΝΧ, η οποία όχι μόνο μείωσε τις αρχικές ανάγκες του Σεναρίου Α κατά 30%, αλλά διαθέτει και συντελεστή εκπομπής CO 2 σαφώς μικρότερο από τον αντίστοιχο του ηλεκτρικού ρεύματος (0,308 έναντι 0,7417) και ελαφρώς μεγαλύτερο σε σχέση με αυτόν του Φυσικού Αερίου (0,1843). Και παρά το γεγονός ότι οι ανάγκες Θέρμανσης στο Σενάριο Α καλύπτονται από ΦΑ, οι κατά 30% μειωμένες ανάγκες στο Σενάριο Β σε συνδυασμό με τη χρήση του ρυπογόνου ηλεκτρικού ρεύματος για τις ανάγκες σε Ψύξη και ΖΝΧ στο Σενάριο Α, συντελούν στον πρώτο παράγοντα μείωσης των συνολικών ετήσιων εκπομπών. Ο δεύτερος, και πιθανώς πιο σημαντικός λόγος της τόσο μεγάλης μείωσης των εκπομπών, είναι η καθολική μείωση αυτών που οφείλονται στη χρήση ηλεκτρικού ρεύματος για την κάλυψη αναγκών των ηλεκτρικών συσκευών και του φωτισμού από το Σενάριο Α στο Σενάριο Β, εξαιτίας της χρήσης του συστήματος Φ/Β. Εκπομπές της τάξης των 2383 κιλών CO 2 ετησίως στο Σενάριο Α για την κάλυψη των συγκεκριμένων αναγκών, μηδενίστηκαν εξ ολοκλήρου στο Σενάριο Β, καθώς η παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος από τα Φ/Β δεν επιφέρει κάποια εκπομπή CO 2. Αξίζει βέβαια να σημειωθεί ότι στα πλαίσια της εργασία μελετώνται οι εκπομπές CO 2 που προκύπτουν μόνο κατά την παραγωγή της απαιτούμενης ενέργειας και όχι καθ όλη της διάρκεια του Κύκλου Ζωής μιας Kwh πρωτογενούς ενέργειας. Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι μπορεί η παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος με τη χρήση Φ/Β πάνελ να είναι καθαρή και να μην επιφέρει κάποια εκπομπή CO 2 στην ατμόσφαιρα, κάτι τέτοιο όμως δε συμβαίνει και κατά τη διάρκεια δημιουργίας του πάνελ. Ετήσιες εκπομπές CO2 Σεναρίων Α & Β , ΣΕΝΑΡΙΟ Α 665,97 ΣΕΝΑΡΙΟ Β Σχήμα 5.1. Σύγκριση Σεναρίων Α και Β ως προς τις ετήσιες εκπομπές τους σε CO