Gaz przede wszystkim jest używany w przemyśle – to aż 40% całkowitego wolumenu. Ciepłownictwo i elektroenergetyka korzystają z 26%, a 21 % trafia do gospodarstw domowych. Utrzymanie komfortu cieplnego to dobro podstawowe i pochłania znaczną część dochodu rodzin. Ceny gazu znacząco wzrosły, co będzie wywoływać niepokój społeczny oraz może przyczynić się do wzrostu skali ubóstwa energetycznego.

W tym artykule proponujemy, jak zmniejszyć zużycie gazu o 65% i węgla o 75% w gospodarstwach domowych ogrzewanych indywidualnie do 2027 r. Takie działanie nie tylko pomoże gospodarstwom domowym, poprawi jakość powietrza i zmniejszy emisje CO2, ale również zmniejszy konkurencję o surowce pomiędzy sektorami.

Kontekst

Ogrzewnictwo to obszar trudny – od strony społecznej i technicznej. Niska jakość budynków, brak wsparcia technicznego na poziomie lokalnym, a do tego silne przekonania, że się „nie da” – są realną barierą. Rosnące ceny gazu i węgla staną się realną barierą w utrzymaniu standardów temperatury w budynkach.

Cel analizy

Celem naszej uproszczonej analizy jest pokazanie jak wyskalowanie popularnych i dobrze znanych rozwiązań w ogrzewnictwie może zmniejszyć problem rosnących kosztów węgla i gazu. Działania, które proponujemy polegają na lepszym zarządzaniu energią, poprawie efektywności energetycznej, elektryfikacji ciepła i wykorzystaniu OZE. O tym wszystkim pisaliśmy wcześniej w naszych raportach. Teraz jednak sugerujemy znaczące przyśpieszenie i zwiększenie skali działań.

Mamy świadomość, że niektóre z analizowanych rozwiązań (elektryfikacja ogrzewnictwa i gotowania, przyłączanie do ciepła systemowego) spowodują częściowe przeniesienie zapotrzebowania na paliwa kopalne z ogrzewnictwa do systemów energetycznych i ciepłowniczych. Nie będzie to jednak przeniesienie w skali 1 do 1, ponieważ przykładowa wymiana kopciucha na pompę ciepła oznacza czterokrotny wzrost efektywności procesu ogrzewania. Ponadto sektor energetyczny i ciepłowniczy będą się też zmieniać, zakładamy, że w dużym stopniu wzrośnie udział OZE.

Główny wniosek

Tło

Poniżej przedstawiamy podstawowe uwarunkowania związane z wykorzystaniem węgla i gazu.

Węgiel

• Gospodarstwa domowe ogrzewane indywidualnie w 2020 r. zużyły w sumie 8,7 mln ton węgla[1]. W 2021 r. import w sektorze drobnych odbiorców wyniósł 7,1 mln ton[2]. Udział Rosji w imporcie węgla energetycznego wyniósł 87,7%.
• Głównym powodem importu są parametry jakościowe oraz cena. Domowe instalacje nie posiadają układów odsiarczania spalin i urządzeń odpylających stosowanych w elektroenergetyce, więc potrzebują wyższej jakości paliwa. W Polsce nie ma go w wystarczającej ilości.
• W ostatnim roku cena węgla w gospodarstwach domowych wzrosła o ponad 100%. W styczniu 2021 r. wynosiła 880 zł/tonę, a w kwietniu 2022 r. 1770 zł/tonę[3].
• Rezygnacja z węgla z Rosji oznacza, że powinniśmy wyeliminować to paliwo z ogrzewnictwa, co poprawi jakość powietrza i zmniejszy emisje CO2. Zmniejszy też presję rosnących kosztów – choć wymagać będzie dużych nakładów inwestycyjnych.

Gaz

• Gospodarstwa domowe zużywają około 4,4 mld m3 gazu. Ponad 3,5 mld m3 to potrzeby ciepłownicze, a pozostała część zużywana jest na gotowanie posiłków.  Można zredukować ten wolumen inwestując w efektywność energetyczną, pompy ciepła, OZE, elektryfikację gotowania.
• Gaz z Rosji (ok. 10 mld m3) z końcem roku powinien zostać zastąpiony dostawami z Norwegii poprzez Baltic Pipe. W związku z decyzjami Gazpromu o wstrzymaniu dostaw do Polski z dniem 27 kwietnia kolejne miesiące będą nerwowe. Jednak od nowego roku jest szansa na zbilansowanie obecnego zużycia gazu, który we wszystkich sektorach gospodarki wynosi ok 20 mld m3.
• Obecna infrastruktura przesyłowa ma swoje ograniczenia, szybkie zwiększenie przesyłu gazu z innych kierunków będzie trudne zwłaszcza w perspektywie rosnących kosztów.
• W budowie są nowe projekty energetyczne wykorzystujące gaz– za 2-3 lata zapotrzebowanie osiągnie ok 23 mld m3.
• Hurtowe ceny gazu wzrosły w ostatnim roku o 500%, co przełożyło się na wzrost taryf dla gospodarstw domowych o około 50%.[4]
• Jeśli chcemy zaspokoić potrzeby gazowe w kraju z kierunków innych niż rosyjski – tam, gdzie są efektywne kosztowo alternatywy trzeba szukać innych rozwiązań.

Założenia

W poniższej tabeli zestawiamy opis działań, które należy wykonać w najbliższych latach, aby w krótkim czasie zredukować zapotrzebowanie na gaz i węgiel w gospodarstwach domowych. Jest to bardzo ambitny plan, ale wykonalny. Wymaga jednak szeregu interwencji i regulacji ze strony państwa – zaczynając od zmiany polityki energetycznej, wprowadzenie standardów efektywności energetycznej, poprzez mechanizmy wsparcia i finansowania, a kończąc na szkoleniach instalatorów i kompleksowej pomocy na szczeblu lokalnym.

Do określenia efektów przyjmujemy następujące złożenia:

Redukcja zapotrzebowania na węgiel do 2027 r.

W latach 2022-2027 wdrożenie wszystkich wyżej wymienionych działań pozwoli na ograniczenie rocznego zużycia węgla o ponad 75% – z obecnych 8,7 mln ton do 2 mln ton (rys. 1). Podejmując działania już w tym i przyszłym roku, zaczynając od obniżenia temperatury w budynkach przez pierwsze inwestycje w termomodernizację, elektryfikację ciepła i sprawne zarządzanie instalacjami, zużycie węgla do końca 2023 może spaść łącznie o prawie 3 mln ton. Efekty proponowanych przez nas działań opisujemy poniżej.

Obniżenie temperatury w budynkach o 1-2 st. Celsjusza
Jest to działanie najprostsze do wdrożenia, a jego efekt będzie najbardziej widoczny w najbliższych sezonach grzewczych.
Ograniczenie temperatury w budynku o 1 st. C może przynieść redukcję zużycia energii cieplnej od 5% do 13%[5],[6]. Z badań przeprowadzonych przez Izbę Gospodarczą Ciepłownictwo Polskie wynika, że większość ankietowanych odbiorców utrzymuje w mieszkaniu temperaturę 22 st. C. lub wyższą. Optymalna temperatura budynku to 20-21 st. C. Obniżenie temperatury o 2 st. C w 60% gospodarstw domowych w Polsce i o 1 st. C w pozostałych budynkach, bez podjęcia żadnych dodatkowych działań pozwoli ograniczyć zużycie węgla jesienią i zimą tego roku o 0,4 mln ton, i w całym 2023 r. o 0,7 mln ton. Trzeba jednak pamiętać, że wraz z wymianą kotłów węglowych i wzrostem efektywności energetycznej, w kolejnych latach wpływ obniżenia temperatury na redukcję użycia węgla będzie malał. Na wykresie (rys. 1) zobrazowano to kolorem szarym.

Zarządzanie energią
Zarządzanie energią to obszar niedoceniany. Potencjał prostych usprawnień instalacji  jest wysoki. W budynkach o klasie energetycznej odpowiadającej zasobom budowlanym w Polsce z lat 90., inwestycje o okresie zwrotu od pół roku do 6 lat mogą przynieść oszczędności 21%-46%[7] zużycia energii końcowej w budynku.

Podstawowe działania to:

• Obniżenie temperatury w budynku w nocy o 2-3 stopnie – oszczędność 5-10% zużycia energii[8],[9].
• Wyłączenie kaloryferów w nieużywanych pomieszczeniach – oszczędność 4% zużycia energii cieplnej.
• Wymiana zaworów, izolacja instalacji grzewczej w budynku, optymalne nastawy krzywej grzewczej, równoważenie hydrauliczne.

W samym 2022 roku potencjał wdrożenia tych rozwiązań to redukcja zużycia węgla o 64 tys. ton i w następnych latach może być on coraz większy. Zakładając, że usprawnienia instalacji grzewczych będą podejmowane w ok. 500 tys. budynków rocznie (jest to ilość odpowiadająca rocznej sprzedaży urządzeń grzewczych w Polsce), przyniesie to w każdym roku oszczędność na poziomie 50-110 tys. ton/ rok. Sumarycznie ograniczając zużycia węgla o 0,5 mln ton do 2027 r.

Głęboka termomodernizacja
Termomodernizacja będzie fundamentem procesu odchodzenia od paliw kopalnych w ogrzewnictwie. Zgodnie z założeniami Długoterminowej strategii renowacji budynków[10] rekomendowany scenariusz w Polsce zakłada termomodernizację wszystkich budynków o najwyższym wskaźniku energochłonności[11] do 2027 r. Biorąc pod uwagę strukturę źródeł ciepła w budynkach[12], musimy modernizować ok. 110 tys. budynków jednorodzinnych opalanych węglem i 6 tys. budynków wielorodzinnych. Ważne, aby były to głębokie termomodernizacje do obecnych standardów energetycznych. Skutkiem ambitnej  termomodernizacji będzie ograniczenie zużycia energii  budynkach o ponad 75%[13]. Roczny efekt redukcji węgla wyniesie około 0,5 mln ton. Efekt do końca 2027 r. to redukcja zużycia węgla o 2,7 mln ton.

Elektryfikacja ogrzewnictwa
Elektryfikacja powinna być docelowym rozwiązaniem w ogrzewnictwie. Dzisiaj w nowych i istniejących budynkach sprzedaż pomp ciepła wynosi około 100 tys. sztuk.  Jeśli chcemy szybko odejść od węgla i gazu w ogrzewnictwie ich sprzedaż w samych istniejących budynkach powinna wynieść co najmniej 225 tys. sztuk, z czego 160 tys. szt. powinno być zamiennikiem kotłów węglowych. Spośród tych 160 tys. szt. ponad połowa (około 82 tys./r.) powinna być instalowana w budynkach jednorodzinnych po termomodernizacji. W budynkach o średnim standardzie energetycznym powinniśmy instalować 73 tys. tych urządzeń, a w istniejących budynkach wielorodzinnych około 2,5 tys. Efektem będzie roczna redukcja zużycia węgla o 0,3 mln ton. Łączna redukcja zużycia węgla to 1,9 mln ton do 2027 r.

Przyłączanie do sieci ciepłowniczej
Tam, gdzie jest to technicznie możliwe, budynki wielorodzinne powinny być przyłączane do sieci ciepłowniczej. Szacujemy, że będzie dotyczyło to ok. 4 tys. budynków wielorodzinnych, które przeszły termomodernizację i dotąd były zasilane węglem. W każdym roku przyczyni się to do redukcji węgla o około 30 tys. ton. W analizowanym okresie efekt wyniesie 0,16 mln ton.

Kolektory słoneczne
Montaż w każdym roku 1 GW kolektorów słonecznych w budynkach zasilanych węglem pozwoli ograniczyć krajowe zużycie węgla o 70 tys. ton rocznie. Skumulowany efekt do 2027 r. to redukcja zużycia tego surowca o ponad 0,4 mln ton.

Kotły biomasowe
W naszych wcześniejszych opracowaniach postulowaliśmy ograniczenie roli biomasy w ogrzewnictwie. Jej status jako OZE stoi pod znakiem zapytania, biomasa jest źródłem zanieczyszczeń powietrza. Pozyskanie biomasy może mieć negatywny wpływ na przyrodę. Ponadto ceny tego paliwa w ostatnim roku znacząco wzrosły w ślad za cenami węgla. W obliczu dzisiejszych trudnych warunków dopuszczamy utrzymanie biomasy, choć w ograniczonym zakresie. Dzisiaj roczna sprzedaż kotłów biomasowych wynosi około 80 tys. sztuk. Ta ilość powinna zostać ograniczona do około 55 tys szt./r. Jest to wystarczająca ilość, aby równolegle do innych działań znacząco zredukować zużycie węgla. Szacujemy, że 30 tys. sztuk z nich znajdzie się w budynkach po termomodernizacji, a pozostała część w budynkach o średnim standardzie energetycznym. W efekcie możemy zredukować zużycie węgla w każdym roku o 0,1 mln ton. Łączny efekt to 0,7 mln ton do 2027 r.

Redukcja zapotrzebowania na gaz do 2027 r.

Równolegle z odchodzeniem od węgla, należy prowadzić działania ograniczające zużycie gazu w gospodarstwach domowych. Potencjał redukcji wynikający z proponowanych przez nas działań w latach 2022-2027 wynosi 65% – z obecnych 4,4 mld m3/r. do 1,6 mld m3/r. (rys. 2). Do końca 2023 r. w gospodarstwach domowych możemy obniżyć zapotrzebowanie na gaz sumarycznie o 1,2 mld m3. To wartość porównywalna do zużycia gazu w cieple systemowym.

Elektryczne gotowanie
Znaczną redukcję zużycia gazu w gospodarstwach domowych przyniesie wymiana kuchenek gazowych na elektryczne. W każdym roku przyniesie to ok. 0,13 mld m3 oszczędności w zużyciu tego surowca, czyli ok. 0,77 mld m3 do końca 2027.

Obniżenie temperatury w budynkach o 1-2 st. C.
Podobnie jak w przypadku redukcji zużycia węgla, obniżenie temperatury w budynkach przyniesie największe efekty w przyszłym roku. W tym roku będzie to 0,16 mld m3, a w przyszłym 0,3 mld m3. Wraz ze wzrostem efektywności energetycznej i wymianą kotłów gazowych w kraju ten efekt stopniowo będzie malał, co zobrazowano na wykresie (rys. 2) kolorem szarym.

Zarządzanie energią
W samym 2022 r., zakładając wdrożenie podstawowych działań z zakresu zarządzania energią w 8% budynków ogrzewanych gazem, zużycie tego surowca można ograniczyć o 26 mln m3. Wraz z postępującą wymianą systemów i urządzeń na nowocześniejsze oszczędność gazu wyniesie 26-50 mln m3 w każdym roku. Skumulowany efekt do 2027 to 0,2 mld m3.

Głęboka termomodernizacja
Termomodernizacja jest podstawą utrzymania komfortu cieplnego budynków. Zakładając w każdym roku głęboką termomodernizację w 40 tys. energochłonnych budynkach jednorodzinnych i 2,5 tys. budynków wielorodzinnych ogrzewanych gazem zredukujemy zapotrzebowanie na ten surowiec o 0,1 mld m3 w każdym roku. Łączne oszczędności w wyniku tego działania wyniosą 0,6 mld m3 do 2027 r.

Elektryfikacja ogrzewnictwa
Elektryfikacja znacząco zredukuje zapotrzebowanie na gaz w ogrzewnictwie. Montaż w każdym roku 29 tys. pomp ciepła w budynkach jednorodzinnych po termomodernizacji, 36 tys pomp ciepła w budynkach o średniej efektywności energetycznej i 800 pomp ciepła w budynkach wielorodzinnych obniży zapotrzebowanie na gaz o około 0,1 mld m3 w każdym roku. Do końca 2027 r. redukcja wyniesie 0,6 mld m3.

Przyłączanie do sieci ciepłowniczej
Pozostałe budynki wielorodzinne powinny być sukcesywnie przyłączane do sieci ciepłowniczej. Szacujemy, że będzie dotyczyło to około 1,6 tys. budynków po termomodernizacji, które dotychczas były zasilane gazem. W każdym roku oznacza to redukcję zużycia gazu o 7 mln m3. Sumaryczny efekt do 2027 to 40 mln m3.

Kolektory słoneczne
Montaż w każdym roku 1 GW kolektorów słonecznych w budynkach zasilanych gazem przyczyni się do redukcji błękitnego paliwa o około 50 mln m3 rocznie. Skumulowany efekt do 2027 r. to redukcja zapotrzebowania na gaz o 0,3 mld m3.

Jak zachęcić do działania?

Wola polityczna i społeczna do wyeliminowania zależności od rosyjskich surowców energetycznych jest silna, jednak bez propozycji działań i pomocy ze strony państwa, wobec piętrzących się kosztów entuzjazm będzie się osłabiał. Zakręcenie kurka z gazem zmusza nas do działania. Jak wesprzeć społeczeństwo w łagodnym przejściu kryzysu? Konieczne jest:

• Sformułowanie jasnych celów – wymiany kotłów, efektywności energetycznej i celu OZE w ogrzewnictwie – dla zmobilizowania rynku oraz poinformowaniu obywateli
• Regulacje np. określające standardy techniczne budynków.
• Organizacja przez państwo wsparcia technicznego.
• Wsparcie finansowe termomodernizacji i elektryfikacji.
• Kampanie edukacyjne i informacyjne.
• Monitorowanie procesu i regularne podawanie informacji do wiadomości.
• Kary lub opłaty za niedostosowanie.

Poniżej prezentujemy rekomendacje jak tego dokonać.

1. Brak gazu i węgla w nowych budynkach oraz modernizowanych budynkach:

• Prawnie umocowana rezygnacja ze spalania węgla w ogrzewaniu indywidualnym do 2030 r. – obecnie taki cel sformułowano w PEP: do 2030 r. w miastach i na wsiach do 2040. Ten proces powinien przyśpieszyć.
• Prawnie umocowana rezygnacja ze spalania gazu w ogrzewaniu indywidualnym do 2030 r.
• Koniec sprzedaży nowych kotłów węglowych od 2023 r.
• Koniec sprzedaży nowych kotłów gazowych od 2024 r.

2. Efektywne zarządzanie ciepłem i obniżenie temperatury w budynkach:

• Ogólnokrajowy program oszczędzania energii:
  • Kampania informacyjna na temat sposobów ograniczania kosztów ogrzewania
  • Rozwinięta sieć doradców energetycznych na poziomie lokalnym
  • Wdrożenie do prawa budowlanego zaostrzonych standardów zużycia energii przez nowe i głęboko termomodernizowane budynki
• Zobligowanie wszystkich dystrybutorów energii (en.el, gazu, ciepła) do dostarczania wraz z rachunkiem za media informacji porównujących zużycie odbiorcy ze średnią w regionie i najbardziej efektywną grupą, a także wskazówkami dotyczącymi oszczędzania energii – dla posiadaczy liczników gazu.
• Obowiązek domyślnego ustawienia przez producentów urządzeń grzewczych sprzyjających redukcji ciepła (np. automatyczne obniżenia nocne temperatury w źródłach ciepła lub bazowa temperatura ustawiona na 20oC).

3. Przyspieszona termomodernizacja budynków:

• Wdrożenie mechanizmów wsparcia publicznego i mechanizmów rynkowych umożliwiających masową renowację budynków (wsparcie systemowe dla ESCO, ulgi podatkowe, PPP, łączenie mechanizmów dotacyjnych z rynkowymi).
• Wsparcie kształcenia zawodowego zapewniające odpowiednią ilość dobrze wykwalifikowanych pracowników zaangażowanych w termomodernizację.
• Wdrożenie mechanizmów podnoszących świadomość konsumentów – system klas energetycznych budynków, lokalne, kompleksowe punkty obsługi (one stop shop).
• Zorganizowanie ośrodków wsparcia technicznego na poziomie krajowym oraz lokalnym.

4. Elektryfikacja i OZE zamiast gazu i węgla

• Wdrożenie narzędzi wspierających elastyczność pracy pomp ciepła u odbiorców (DSR, elastyczne taryfy energii elektrycznej, magazynowanie ciepła).
• Wprowadzenie stosownych zapisów prawnych zobowiązujących do instalowania źródeł OZE w nowych i termomodernizowanych budynkach.
• Wprowadzenie obowiązku projektowania instalacji grzewczych przystosowanych do odbioru ciepła niskotemperaturowego (w nowych budynkach i termomodernizowanych w ramach programów wsparcia).

5. Zrównoważona biomasa w ogrzewnictwie

• Należy opracować krajowy plan dotyczący bioenergii i wyznaczyć krajowe potencjały w szczególności zrównoważonej biomasy drzewnej i strumieni odpadów organicznych zasilających biogazownie. To powinno być punktem wyjściowym do stawiania priorytetów dla sektorów zgłaszających zapotrzebowanie na te surowce.
• Wprowadzenie parametrów jakościowych dla biomasy dopuszczonej do sprzedaży w gospodarstwach domowych w stosownych aktach prawnych.

Podsumowanie

Niniejsza uproszczona analiza zapowiada rewolucję. Jest ona konieczna- jesteśmy świadkami wyjątkowo brutalnej wojny, która toczy się tuż obok. Proponujemy zmianę podejścia, aby dokonać cywilizacyjnej zmiany, która będzie odpowiedzią na galopujący kryzys energetyczny oraz agresywną politykę Rosji. W efekcie proponowanych działań koszty ogrzewania utrzymane zostaną w ryzach lub zaczną spadać, jakość powietrza się poprawi oraz emisje CO2 będą ograniczane. Zastępując węgiel i gaz w ogrzewnictwie zmniejszamy presję paliwową w całej gospodarce. Działając w „czystym cieple” i podejmując intensywne działania poprawiamy jakość życia gospodarstw domowych, generując jednocześnie tysiące miejsc pracy w Polsce. Można to osiągnąć przy wsparciu środków unijnych i krajowych (np. z dochodów ze sprzedaży uprawnień do emisji CO2).

Autorzy: dr Joanna Maćkowiak-Pandera, Piotr Kleinschmidt 
Współpraca: Andrzej Rubczyński
Data publikacji: 28 kwietnia 2022