COW: Droga do osiągnięcia krytycznego i ambitnego celu zerowych emisji netto do 2050 r. – Mapa Drogowa „Net Zero by 2050”
Droga do osiągnięcia krytycznego i ambitnego celu zerowych emisji netto do 2050 r. jest ambitna, ale pozwoli na ogromne korzyści, według specjalnego raportu „Międzynarodowej Agencji Energii (International Energy Agency, w skr. IEA.
Świat ma realną drogę do zbudowania globalnego i zintegrowanego sektora energetycznego o zerowej emisji netto w 2050 r., ale jest ona wąska i wymaga bezprecedensowej transformacji sposobu produkcji, transportu i wykorzystania energii na świecie – stwierdziła w przełomowym raporcie specjalnym „Międzynarodowa Agencja Energii (International Energy Agency, w skr. IEA)”, opublikowanym 19 maja 2021 r.
Jak wynika z raportu zatytułowanego „Net Zero by 2050: a Roadmap for the Global Energy Sector” (Zero netto do 2050 r.: mapa drogowa dla globalnego sektora energetycznego), nawet jeśli zobowiązania podjęte przez rządy do tej pory zostałyby w pełni zrealizowane, byłyby dalekie od tego, co jest wymagane, aby doprowadzić globalne emisje dwutlenku węgla (CO2) związane ze zużyciem energii do poziomu neutralności klimatycznej (net zero) do 2050 r. i dać światu szansę na ograniczenie globalnego wzrostu temperatury do 1,5°C.
Raport jest pierwszym na świecie kompleksowym opracowaniem dotyczącym sposobu przejścia na system energetyczny o zerowej emisji netto do 2050 r., przy jednoczesnym zapewnieniu stabilnych i przystępnych cenowo dostaw energii, zapewnieniu powszechnego dostępu do energii oraz umożliwieniu dynamicznego wzrostu gospodarczego. Określono w nim opłacalną i efektywną ekonomicznie ścieżkę, której wynikiem będzie czysta, dynamiczna i odporna gospodarka energetyczna zdominowana przez odnawialne źródła energii, takie jak energia słoneczna i wiatrowa, zamiast paliw kopalnych. W sprawozdaniu przeanalizowano również kluczowe niewiadome, takie jak rola bioenergii, wychwytywanie dwutlenku węgla i zmiany zachowań w osiąganiu zerowych emisji netto.
„Nasza mapa drogowa pokazuje priorytetowe działania, które są potrzebne już dziś, aby zapewnić, że szansa na osiągnięcie zerowej emisji netto do 2050 r. – wąska, ale wciąż osiągalna – nie zostanie zaprzepaszczona. Skala i tempo działań, których wymaga ten krytyczny i trudny do osiągnięcia cel – nasza najlepsza szansa na walkę ze zmianami klimatu i ograniczenie globalnego ocieplenia do 1,5°C – sprawiają, że jest to prawdopodobnie największe wyzwanie, przed jakim kiedykolwiek stanęła ludzkość” – twierdzi Fatih Birol, Dyrektor Wykonawczy MAE (IEA). „Ścieżka MAE przynosi historyczny wzrost inwestycji w czystą energię, który tworzy miliony nowych miejsc pracy i przyspiesza globalny wzrost gospodarczy. Wprowadzenie świata na tę ścieżkę wymaga zdecydowanych i wiarygodnych działań politycznych ze strony rządów, wspartych znacznie większą współpracą międzynarodową.”
Opierając się na najlepszych narzędziach modelowania energii i wiedzy eksperckiej MAE, mapa drogowa określa ponad 400 kamieni milowych, które mają poprowadzić globalną podróż do zera netto do 2050 roku. Obejmują one, od dziś, brak inwestycji w nowe projekty dostaw paliw kopalnych oraz brak dalszych ostatecznych decyzji inwestycyjnych dla nowych elektrowni na paliwa mniej emisyjne. Do 2035 r. nie będzie prowadzona sprzedaż nowych samochodów osobowych z silnikami spalinowymi, a do 2040 r. globalny sektor energii elektrycznej osiągnie już zerowy poziom emisji netto.
W raporcie opisano ścieżkę zerowej emisji netto, która wymaga natychmiastowego i masowego wdrożenia wszystkich dostępnych czystych i wydajnych technologii energetycznych, w połączeniu z poważnym globalnym impulsem do przyspieszenia innowacji. Ścieżka ta zakłada, że do 2030 r. roczny przyrost energii fotowoltaicznej osiągnie 630 gigawatów, a energii wiatrowej – 390 gigawatów. Łącznie jest to czterokrotność rekordowego poziomu ustanowionego w 2020 r. W przypadku fotowoltaiki jest to równoznaczne z instalowaniem największej obecnie, istniejącej na świecie farmy fotowoltaicznej mniej więcej raz dziennie. Zasadniczą częścią tych wysiłków jest również silny światowy impuls do zwiększenia efektywności energetycznej, w wyniku, którego globalne tempo poprawy efektywności energetycznej wyniesie średnio 4 proc. rocznie do 2030 r. – około trzykrotnie więcej niż średnia z ostatnich dwóch dekad.
Większość globalnej redukcji emisji CO2 od chwili obecnej do 2030 r. w ramach ścieżki zerowej netto pochodzi z technologii łatwo dostępnych już obecnie. Jednak w 2050 r. prawie połowa redukcji będzie pochodzić z technologii, które obecnie znajdują się jedynie w fazie demonstracji lub prototypu. Wymaga to od rządów szybkiego zwiększenia i zmiany priorytetów w zakresie wydatków na badania i rozwój, a także na demonstrację i wdrażanie czystych technologii energetycznych, tak aby stały się one centralnym elementem polityki energetycznej i klimatycznej. Szczególne znaczenie może mieć postęp w dziedzinie zaawansowanych akumulatorów, elektrolizerów wodoru oraz bezpośredniego wychwytywania i magazynowania dwutlenku węgla.
Przejście na taką skalę i w takim tempie nie będzie możliwe bez trwałego wsparcia i udziału obywateli, na których życie będzie miało wpływ na wiele sposobów.
„Przejście na czystą energię jest dla ludzi jak i o ludziach” – powiedział dr Birol. „Nasza mapa drogowa pokazuje, że ogromne wyzwanie, jakim jest szybkie przejście na system energetyczny o zerowej emisji netto, stanowi również ogromną szansę dla naszych gospodarek. Przejście to musi być sprawiedliwe i integrujące, nie pozostawiając nikogo w tyle. Musimy zapewnić, że gospodarki rozwijające się otrzymają finansowanie i technologiczne know-how, których potrzebują, aby w zrównoważony sposób rozbudować swoje systemy energetyczne w celu zaspokojenia potrzeb rosnących populacji i gospodarek.”
Zapewnienie energii elektrycznej dla około 785 milionów ludzi, którzy nie mają do niej dostępu oraz rozwiązań w zakresie czystego gotowania dla 2,6 miliarda ludzi, którym ich brakuje, jest integralną częścią ścieżki zerowej netto zawartej w mapie drogowej. Kosztuje to około 40 mld USD rocznie, co odpowiada około 1% średnich rocznych inwestycji w sektorze energetycznym. Przynosi to również znaczne korzyści zdrowotne dzięki zmniejszeniu zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach, zmniejszając liczbę przedwczesnych zgonów o 2,5 miliona rocznie.
Jak wynika z analizy przeprowadzonej wspólnie z Międzynarodowym Funduszem Walutowym, całkowite roczne inwestycje w energię wzrosną do 5 bilionów USD do 2030 r. w przypadku ścieżki zerowego bilansu netto, dodając dodatkowe 0,4 punktu procentowego rocznie do globalnego wzrostu PKB. Skokowy wzrost wydatków prywatnych i rządowych utworzy miliony miejsc pracy w sektorze czystej energii, w tym efektywności energetycznej, a także w branży inżynieryjnej, produkcyjnej i budowlanej. Wszystko to sprawia, że globalny PKB w 2030 r. będzie o 4% wyższy, niż wynikałoby to z obecnych trendów. Do 2050 r. świat energii ma wyglądać zupełnie inaczej. Globalne zapotrzebowanie na energię jest o około 8% mniejsze niż obecnie, ale obsługuje gospodarkę ponad dwukrotnie większą i populację liczącą 2 miliardy ludzi więcej. Prawie 90% energii elektrycznej wytwarzane jest ze źródeł odnawialnych, przy czym wiatr i fotowoltaika stanowią łącznie prawie 70%. Większość pozostałej części pochodzi z energii jądrowej. Energia słoneczna jest największym na świecie źródłem całkowitych dostaw energii. Paliwa kopalne spadają z prawie czterech piątych całkowitej podaży energii obecnie do nieco ponad jednej piątej. Paliwa kopalne, które pozostają, są wykorzystywane w towarach, w których węgiel jest zawarty w produkcie, takich jak tworzywa sztuczne, w obiektach wyposażonych w system wychwytywania dwutlenku węgla oraz w sektorach, w których możliwości technologii niskoemisyjnych są ograniczone.
„Ścieżka określona w naszej Mapie Drogowej ma zasięg globalny, ale każdy kraj będzie musiał opracować własną strategię, biorąc pod uwagę swoje specyficzne uwarunkowania” – powiedział dr Birol. „Plany muszą odzwierciedlać różne etapy rozwoju gospodarczego poszczególnych krajów: w naszej ścieżce gospodarki zaawansowane osiągają zero netto przed gospodarkami rozwijającymi się. IEA jest gotowa wspierać rządy w przygotowywaniu ich własnych krajowych i regionalnych map drogowych, udzielać wskazówek i pomocy w ich wdrażaniu, a także promować międzynarodową współpracę w zakresie przyspieszenia transformacji energetycznej na świecie.”
Raport specjalny został opracowany w celu poinformowania o negocjacjach na wysokim szczeblu, które odbyły się podczas 26 Konferencji Stron (COP26) Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie Zmian Klimatu w Glasgow w listopadzie. Zostało ono zamówione jako wkład w negocjacje przez prezydencję rządu Wielkiej Brytanii w COP26.
Na drodze do osiągnięcia zerowego poziomu netto do 2050 r. pojawią się nowe wyzwania związane z bezpieczeństwem energetycznym, podczas gdy długotrwałe pozostaną, nawet w miarę zmniejszania się roli ropy i gazu. Zmniejszenie produkcji ropy naftowej i gazu ziemnego będzie miało daleko idące konsekwencje dla wszystkich krajów i firm produkujących te paliwa. Na ścieżce zerowej netto nie są potrzebne żadne nowe złoża ropy naftowej i gazu ziemnego, a dostawy są coraz bardziej skoncentrowane w niewielkiej liczbie tanich producentów. Udział OPEC w znacznie zredukowanej światowej podaży ropy naftowej wzrasta z około 37% w ostatnich latach do 52% w 2050 r., czyli do poziomu wyższego niż kiedykolwiek w historii rynków ropy naftowej.
Rosnące wyzwania w zakresie bezpieczeństwa energetycznego, wynikające z rosnącego znaczenia energii elektrycznej, obejmują zmienność dostaw z niektórych źródeł odnawialnych oraz zagrożenia związane z bezpieczeństwem cybernetycznym. Ponadto, rosnąca zależność od kluczowych minerałów wymaganych dla kluczowych technologii czystej energii i infrastruktury niesie ze sobą ryzyko niestabilności cen i zakłóceń w dostawach, które mogą utrudnić transformację.
„Od momentu powstania MAE w 1974 r., jedną z jej podstawowych misji jest promowanie bezpiecznych i przystępnych cenowo dostaw energii w celu wspierania wzrostu gospodarczego. Pozostaje to kluczowym zagadnieniem naszej Mapy Drogowej Net Zero” – powiedział dr Birol. „Rządy muszą stworzyć rynki dla inwestycji w akumulatory, rozwiązania cyfrowe i sieci energetyczne, które nagradzają elastyczność i umożliwiają odpowiednie i niezawodne dostawy energii elektrycznej. Szybko rosnąca rola krytycznych minerałów wymaga nowych mechanizmów międzynarodowych, aby zapewnić zarówno terminową dostępność dostaw, jak i zrównoważoną produkcję.”
Pełny raport w wersji angielskiej jest dostępny za darmo na stronie internetowej MAE www.iea.org wraz z interaktywną stroną online, która podkreśla niektóre z kluczowych kamieni milowych na ścieżce, które muszą zostać osiągnięte w ciągu najbliższych trzech dekad, aby osiągnąć zerową emisję netto do 2050 roku.
Poniżej przedstawiamy wybrane fragmenty Mapy Drogowej „Net Zero by 2050” w zakresie dotyczącym sektora budynków (z zachowaniem oryginalnej numeracji rozdziałów i tabel).
3.7 Sektor budynków
3.7.1 Trendy energetyczne i emisyjne w Scenariuszu Net-Zero
Przewiduje się, że w latach 2020-2050 powierzchnia użytkowa w sektorze budynków na całym świecie wzrośnie o 75%, z czego 80% przypadać będzie na rynki wschodzące i gospodarki rozwijające się. W skali globalnej do 2050 r. co tydzień przybywać będzie powierzchnia równa powierzchni Paryża. Ponadto budynki w wielu gospodarkach rozwiniętych mają długi okres użytkowania, a około połowa istniejących budynków będzie nadal stać w 2050 r. Popyt na urządzenia i sprzęt chłodniczy nadal będzie rosnąć, zwłaszcza na rynkach wschodzących i w gospodarkach rozwijających się, gdzie zgodnie ze scenariuszem NZE do 2030 r. przybędzie 650 milion w klimatyzatorów, a do 2050 r. kolejne 2 miliardy. Pomimo tego wzrostu zapotrzebowania, całkowite emisje CO2 z sektora budynków spadną w scenariuszu NZE o ponad 95% z prawie 3 Gt w 2020 r. do około 120 Mt w 2050 r. (Wszystkie emisje CO2 opisane w tym punkcie to bezpośrednie emisje CO2, chyba że stwierdzono inaczej. W scenariuszu NZE dąży się również do redukcji emisji związanych z materiałami budowlanymi stosowanymi w budynkach. Emisje powstałe w wyniku wytwarzania produktu zostaną zmniejszone o 40% na metr kwadratowy nowej powierzchni użytkowej do 2030 r., a strategie efektywnego wykorzystania materiał w pozwolą na zmniejszenie zużycia cementu i stali o 50% do 2050 r. w stosunku do stanu obecnego, dzięki działaniom podejmowanym na etapie projektowania, budowy, użytkowania i wycofywania z eksploatacji.)
Efektywność energetyczna i elektryfikacja to dwa najważniejsze czynniki prowadzące do dekarbonizacji sektora budynków w scenariuszu NZE (Wykres 3.27). Transformacja ta opierać się będzie przede wszystkim na technologiach już dostępnych na rynku, w tym na ulepszonych przegrodach zewnętrznych dla nowych i istniejących budynków, pompach ciepła, energooszczędnych urządzeniach oraz projektowaniu budynków zgodnym z zasadami architektury bioklimatycznej oraz umożliwiającym efektywne wykorzystanie materiałów.
Wyjaśnienie: Działalność = zmiany w zapotrzebowaniu na usługi energetyczne związane z rosnącą liczbą ludności, zwiększoną powierzchnią użytkową i dochodem na mieszkańca. Zachowanie = zmiana w zapotrzebowaniu na usługi energetyczne wynikająca z decyzji użytkownika, np. zmiana temperatury ogrzewania. Zmniejszenie zapotrzebowania = zmiana w zapotrzebowaniu na usługi energetyczne wynikająca z rozwoju technologii, np. cyfryzacji.
Cyfryzacja i inteligentne systemy sterowania umożliwią zwiększenie efektywności, co pozwoli na zmniejszenie emisji z sektora budynków o 350 Mt CO2 do 2050 r. W scenariuszu NZE istotne są również zmiany zachowań, przy czym redukcja o prawie 250 Mt CO2 w 2030 r. wynikać będzie ze zmian w ustawieniach temperatury ogrzewania pomieszczeń lub zmniejszenia nadmiernej temperatury ciepłej wody. Dodatkowe zmiany zachowań, takie jak częstsze pranie ubrań w niskich temperaturach i ich naturalne suszenie, ułatwią dekarbonizację dostaw energii elektrycznej. Redukcje te można osiągnąć szybko i bezkosztowo.
Szybkie przejście na technologie zeroemisyjne sprawi, że udział paliw kopalnych w zapotrzebowaniu na energię w sektorze budynków spadnie w scenariuszu NZE do 30% do 2030 r. oraz do 2% do 2050 r. Udział energii elektrycznej w miksie energetycznym wzrośnie do prawie 50% do 2030 roku i 66% do 2050 roku, z poziomu 33% w 2020 roku (Wykres 3.28.). Wszystkie zastosowania końcowe zdominowane obecnie przez paliwa kopalne będą w scenariuszu NZE w coraz większym stopniu zelektryfikowane, przy czym udział energii elektrycznej w ogrzewaniu pomieszczeń, ogrzewaniu wody i gotowaniu wzrośnie z obecnego poziomu poniżej 20% do ponad 40% w 2050 r. Komunalne sieci energetyczne i gazy niskoemisyjne, w tym paliwa wodorowe, pozostaną istotne w 2050 r. w regionach o dużym zapotrzebowaniu na ciepło, gęstej zabudowie miejskiej i istniejących sieciach gazowych lub ciepłowniczych. Bioenergia zaspokajać będzie prawie jedną czwartą całkowitego zapotrzebowania na ciepło w scenariuszu NZE do 2050 r., ponad 50% bioenergii będzie wykorzystywane do gotowania, prawie w całości na rynkach wschodzących i w gospodarkach rozwijających się, gdzie zgodnie ze scenariuszem NZE do 2030 r. 2,7 mld ludzi uzyska dostęp do czystego gotowania. Zapotrzebowanie na ogrzewanie pomieszczeń spadnie w latach 2020-2050 o dwie trzecie, dzięki poprawie efektywności energetycznej i zmianom zachowań, takim jak zmiana nastaw temperatur.
Wyjaśnienie: Inne obejmują odsalanie i tradycyjne wykorzystanie biomasy stałej, która nie jest przypisana do konkretnego zastosowania końcowego.
Budynki przystosowane do zerowej emisji
Określona w scenariuszu NZE ścieżka dla sektora budynków wymagać będzie stopniowej poprawy efektywności energetycznej i elastyczności zasobów oraz całkowitego odejścia od paliw kopalnych. Aby to osiągnąć, do 2050 r. ponad 85% budynków musi być spełniać wymagania przepisów dotyczących budynków przystosowanych do zerowej emisji dwutlenku węgla (Ramka 3.4). Oznacza to, że do 2030 r. należy we wszystkich regionach wprowadzić obowiązkowe przepisy dotyczące energii wymagające, aby wszystkie nowe budynki były przystosowane do zerowej emisji dwutlenku węgla, a do 2050 r. należy przeprowadzić modernizację większości istniejących budynków, aby umożliwić im spełnienie wymogów określonych w takich
przepisach.
Wskaźnik modernizacji wzrośnie do 2030 r. w gospodarkach rozwiniętych z obecnego poziomu poniżej 1% rocznie do około 2,5% rocznie: oznacza to, że każdego roku modernizowanych będzie około 10 milion w mieszkań. Na rynkach wschodzących i w gospodarkach rozwijających się okresy eksploatacji budynków są zazwyczaj krótsze niż w gospodarkach rozwiniętych, co oznacza, że wskaźniki modernizacji do 2030 r. w scenariuszu NZE będą niższe i wyniosą około 2% rocznie. Wymagać to będzie modernizacji średnio 20 milion w mieszkań rocznie do 2030 r. Aby osiągnąć oszczędności przy najniższych kosztach i zminimalizować zakłócenia, prowadzone modernizacje muszą być kompleksowe i jednorazowe.
Ramka 3.4 ⊳ Droga ku budynkom przystosowanym do zerowej emisji
Osiągnięcie dekarbonizacji zużycia energii w tym sektorze wymaga, aby do 2050 r. prawie wszystkie istniejące budynki zostały poddane jednorazowej gruntownej modernizacji, a nowe budownictwo spełniało rygorystyczne normy efektywności. Przepisy budowlane dotyczące energii obejmujące nowe i istniejące budynki są podstawowym instrumentem polityk służących do stymulowania takich zmian. Przepisy budowlane dotyczące energii istnieją obecnie lub są w trakcie opracowywania jedynie w 75 krajach, a w około 40 z nich są one obowiązkowe dla podsektora zarówno budownictwa mieszkaniowego, jak i usługowego. W scenariuszu NZE kompleksowe przepisy dotyczące budynków przystosowanych do zerowej emisji zostaną wdrożone we wszystkich krajach najpóźniej do 2030 r.
Czym jest budynek przystosowany do zerowej emisji?
Budynek przystosowany do zerowej emisji jest wysoce energooszczędny i albo bezpośrednio wykorzystuje energię odnawialną, albo korzysta z dostaw energii, które do 2050 r. zostaną całkowicie zdekarbonizowane, takich jak dostawy energii elektrycznej lub ciepła z sieci miejskich. Oznacza to, że budynek przystosowany do zerowej emisji dwutlenku węgla stanie się budynkiem zeroemisyjnym do roku 2050, bez dalszych zmian w budynku lub jego wyposażeniu.
Budynki przystosowane do zerowej emisji powinny dostosowywać się do potrzeb użytkowników oraz maksymalizować efektywne i inteligentne wykorzystanie energii, materiał w i przestrzeni, aby ułatwić dekarbonizację innych sektor w. Kluczowe kwestie z tym związane obejmują:
■ Zakres. Przepisy budowlane dotyczące energii dla budynków przystosowanych do zerowej emisji powinny obejmować eksploatację budynków (zakres 1 i 2), a także emisje z produkcji materiał w budowlanych i komponentów budynków (zakres 3 lub emisje dwutlenku węgla związane z produkcją wyrobów).
■ Zużycie energii. Przepisy budowlane dotyczące energii dla budynków przystosowanych do zerowej emisji powinny uznawać istotną rolę, jaką w obniżaniu zapotrzebowania na energię odgrywają pasywne cechy konstrukcyjne, ulepszenia przegród zewnętrznych budynków oraz urządzenia o wysokiej charakterystyce energetycznej, które zmniejszają zarówno koszty eksploatacji budynków, jak i koszty dekarbonizacji dostaw energii.
■ Źródło energii. W miarę możliwości nowe i istniejące budynki gotowe do zerowej emisji powinny wykorzystywać lokalnie dostępne zasoby odnawialne, np. termiczną energię słoneczną, energię elektryczną z fotowoltaiki, energię cieplną z fotowoltaiki oraz energię geotermalną, aby zmniejszyć zapotrzebowanie na dostawy energii na skalę przemysłową. Magazynowanie energii cieplnej lub elektrycznej w akumulatorach może być potrzebne do wspierania lokalnego wytwarzania energii.
■ Integracja z systemami elektroenergetycznymi.
Przepisy budowlane dotyczące energii dla budynków go owych do zerowej emisji powinny wymagać, aby budynki stały się elastycznym zasobem dla systemu energetycznego, wykorzystującym łączność i automatykę do zarządzania zapotrzebowaniem na energię elektryczną w budynkach oraz działaniem urządzeń magazynujących energię, w tym pojazdów elektrycznych.
■ Budynki i łańcuch wartości w budownictwie.
Przepisy budowlane dotyczące energii dla budynków gotowych do zerowej emisji powinny również dążyć do zerowych emisji netto z wykorzystania materiałów w budynkach. Strategie efektywnego wykorzystania materiałów mogą zmniejszyć zapotrzebowanie na cement i stal w sektorze budynków o ponad jedną trzecią w stosunku do trendów wyjściowych, a emisje związane z wytwarzaniem produktów można jeszcze bardziej ograniczyć dzięki bardziej zdecydowanemu stosowaniu bioproduktów i innowacyjnych materiałów budowlanych.
Ogrzewanie i chłodzenie
Ulepszenia przegród zewnętrznych w budynkach modernizowanych i nowych, które są gotowe do zerowej emisji, odpowiadać będą za większą część redukcji energochłonności ogrzewania i chłodzenia w scenariuszu NZE, ale technologia ogrzewania i chłodzenia również będzie mieć w tym znaczący udział. W scenariuszu NZE zmianie ulegnie sposób ogrzewania pomieszczeń, przy czym udział dom w ogrzewanych gazem ziemnym spadnie z niemal 30 obecnie do mniej niż 0,5% w 2050 r., natomiast udział dom w ogrzewanych energią elektryczną wzrośnie z niemal 20% obecnie do 35% w 2030 r. i do około 55% w 2050 r. (Wykres 3.29).
Uwagi: Wyjaśnienie: BPZE oznacza budynki spełniających normy energetyczne określone w przepisach budowlanych dla budynków gotowych do zerowej emisji dwutlenku węgla. Inne w odniesieniu do przegród zewnętrznych budynków oznacza przegrody, które nie spełniają norm energetycznych określonych w przepisach budowlanych dla budynków gotowych do zerowej emisji dwutlenku węgla. Inne w odniesieniu do urządzeń grzewczych oznacza grzejniki oporowe oraz hybrydowe i gazowe pompy ciepła.
Wysokowydajne elektryczne pompy ciepła staną się podstawową technologią ogrzewania pomieszczeń w scenariuszu NZE, przy czym miesięczna liczba instalacji pomp ciepła na świecie wzrośnie z 1,5 mln obecnie do około 5 mln w 2030 r. i 10 mln w 2050 r. W niektórych najzimniejszych strefach klimatycznych stosowane będą również hybrydowe pompy ciepła, ale będą one zaspokajać nie więcej niż 5% zapotrzebowania na ciepło w 2050 roku.
Jednak nie we wszystkich budynkach pompa ciepła jest najlepszym sposobem na dekarbonizację, a kotły wykorzystujące bioenergię, termiczną energię słoneczną, ciepło sieciowe, gazy niskoemisyjne w sieciach gazowych i wodorowe ogniwa paliwowe odgrywają ważną rolę w zapewnieniu gotowości światowych zasobów budowlanych do osiągnięcia zerowej emisji dwutlenku węgla do 2050 r. Bioenergia zaspokoi 10% zapotrzebowania na ogrzewanie pomieszczeń do 2030 r. i ponad 20% do 2050 r. Energia słoneczna jest preferowaną technologią odnawialną do ogrzewania wody, zwłaszcza tam, gdzie zapotrzebowanie na ciepło jest niskie; w scenariuszu NZE do 2050 r. będzie ona zaspokajać 35% zapotrzebowania, w porównaniu z 7% obecnie. Sieci ciepłownicze pozostaną atrakcyjną opcją dla wielu zwartych ośrodków miejskich, gdzie instalacja pomp ciepła jest nieracjonalna, w scenariuszu NZE w 2050 r. zapewnią one ponad 20% zapotrzebowania na energię końcową do ogrzewania pomieszczeń, w porównaniu z nieco ponad 10% obecnie. Od 2025 r. w scenariuszu NZE nie będą sprzedawane na świecie nowe kotły węglowe i olejowe. Sprzedaż kotłów gazowych spadnie o ponad 40% w stosunku do obecnego poziomu do 2030 r. i o 90% do 2050 r. Do 2025 r. w scenariuszu NZE wszystkie sprzedawane kotły gazowe będą zdolne do spalania 100% wodoru, a więc będą gotowe do zerowej emisji dwutlenku węgla. Udział gaz w niskoemisyjnych (wodoru, biometanu, metanu syntetycznego) w gazie dostarczanym do budynków wzrośnie z niemal zera do 10% do 2030 r. do ponad 75% do 2050 r. Budynki, które spełniają normy energetyczne przepis w budowlanych dotyczących budynków gotowych do zerowej emisji dwutlenku węgla, zmniejszają zapotrzebowanie nie tylko na ogrzewanie, ale także na chłodzenie pomieszczeń, które jest najszybciej rosnącym zastosowaniem końcowym energii w budynkach od 2000 r. W 2020 r. chłodzenie pomieszczeń odpowiadało jedynie za 5% całkowitego zużycia energii w budynkach na całym świecie, ale zapotrzebowanie na chłodzenie prawdopodobnie znacznie wzrośnie w nadchodzących dziesięcioleciach w związku z rosnącymi dochodami i coraz cieplejszym klimatem. W scenariuszu NZE, w 2050 r. 60% gospodarstw domowych będzie mieć klimatyzator, w porównaniu z 35% w 2020 r. Wysoce efektywne energetycznie przegrody zewnętrzne budynków, w tym konstrukcje zgodne z zasadami architektury bioklimatycznej oraz odpowiednia izolacja, mogą zmniejszyć zapotrzebowanie na chłodzenie pomieszczeń o 30-50%, zapewniając jednocześnie większą odporność podczas ekstremalnych upałów. W scenariuszu NZE zapotrzebowanie na energię elektryczną do chłodzenia pomieszczeń będzie wzrastać o 1% rocznie i w 2050 r. osiągnie poziom 2500 TWh. Bez 2000 TWh oszczędności wynikających z ulepszenia przegród zewnętrznych budynków mieszkalnych i bardziej wydajnych urządzeń, zapotrzebowanie na chłodzenie pomieszczeń byłoby prawie dwukrotnie wyższe.
Urządzenia domowe i oświetlenie
Urządzenia elektryczne i oświetlenie staną się znacznie bardziej wydajne w ciągu następnych trzech dekad w scenariuszu NZE dzięki działaniom przewidzianym w politykach i postępowi technicznemu. Do 2025 r. w scenariuszu NZE ponad 80% wszystkich urządzeń AGD i klimatyzatorów sprzedawanych w gospodarkach rozwiniętych będzie wykorzystywać najlepsze dostępne obecnie na tych rynkach technologie, a w połowie lat 2030. udział ten wzrośnie do 100%.
Na rynkach wschodzących i w gospodarkach rozwijających, w których do 2050 r. będzie użytkowana ponad połowa urządzeń AGD i klimatyzatorów, scenariusz NZE zakłada w ciągu najbliższej dekady falę działań politycznych, która doprowadzi do tego, że 80% urządzeń sprzedawanych na tych rynkach w 2030 r. będzie tak samo efektywne jak najlepsze dostępne obecnie technologie w gospodarkach rozwiniętych, a do 2050 r. ich udział wzrośnie do blisko 100% (Wykres 3.30). Udział żarówek diodowych (LED) w całkowitej sprzedaży żarówek osiągnie 100% do 2025 roku we wszystkich regionach. Minimalne normy charakterystyki energetycznej zostaną uzupełnione o wymogi dotyczące inteligentnego sterowania urządzeniami AGD w celu ułatwienia reakcji po stronie popytu we wszystkich regionach.
Zużycie energii w budynkach będzie w coraz większym stopniu koncentrować się na sprzęcie i urządzeniach elektrycznych, elektronicznych i podłączonych. Udział energii elektrycznej w zużyciu energii w budynkach wzrośnie w scenariuszu NZE z 33% w 2020 r. do około dwóch trzecich w 2050 r., przy czym w wielu budynkach będzie stosowane zdecentralizowane wytwarzanie energii elektrycznej z wykorzystaniem lokalnych paneli fotowoltaicznych, akumulatorowych magazyn w energii i ładowarek pojazd w elektrycznych. W tym samym okresie liczba budynków mieszkalnych wyposażonych w panele fotowoltaiczne wzrośnie z 25 milionów do 240 milionów. W scenariuszu NZE inteligentne systemy sterowania będą przesuwać elastyczne wykorzystanie energii elektrycznej w czasie tak, aby odpowiadało ono wytwarzaniu energii z lokalnych źródeł odnawialnych lub aby zapewnić usługi elastyczności systemowi elektroenergetycznemu, natomiast zoptymalizowane ładowanie akumulator w domowych i ładowanie pojazd w elektrycznych pozwoli gospodarstwom domowym na interakcję z siecią. Zmiany te przyczynią się do poprawy bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej i obniżenia kosztów transformacji energetycznej poprzez łatwiejsze i tańsze włączanie odnawialnych źródeł energii do systemu.
W najbliższym czasie rządy będą musiały podjąć decyzje dotyczące przepisów i norm energetycznych dla budynków, odchodzenia od paliw kopalnych, wykorzystania gaz w niskoemisyjnych, przyspieszenia modernizacji i zachęt finansowych w celu zachęcenia do inwestycji w przekształcenia energetyczne w sektorze budynków. Decyzje te będą najbardziej skuteczne, jeśli skupią się na obniżeniu emisyjności całego łańcucha wartości, uwzględniając nie tylko budynki, ale również sieci energetyczne i infrastrukturalne, które je zasilają, jak również szersze kwestie, w tym rolę sektora budownictwa i planowania miejskiego. Tak podejmowane
decyzje mogą przynieść szersze korzyści, zwłaszcza w zakresie zmniejszenia ubóstwa energetycznego.
Rządy muszą natychmiast podjąć działania w celu zapewnienia, że budynki przystosowane do zerowej emisji
dwutlenku węgla staną się nową normą na całym świecie przed 2030 r., w przypadku budynków zarówno nowych, jak i modernizowanych. Wymaga to od rząd w podjęcia działań przed 2025 r., aby zapewnić wdrożenie norm energetycznych określonych w przepisach budowlanych dla budynków przystosowanych do zerowej emisji dwutlenku węgla najpóźniej do 2030 r. Chociaż cel ten dotyczy wszystkich regionów, sposoby przekształcenia wszystkich budynków w przystosowane do zerowej emisji różnią się znacznie w zależności od regionu i strefy klimatycznej; to samo dotyczy strategii w zakresie technologii ogrzewania i chłodzenia. Rządy powinny rozważyć utorowanie drogi poprzez przystosowanie budynków publicznych do zerowej emisji dwutlenku węgla w ciągu najbliższej dekady.
Rządy będą musiały znaleźć sposoby na to, aby nowe budynki i budynki modernizacje przystosowane do zerowej emisji stały się przystępne cenowo i atrakcyjne dla właścicieli i użytkownik w poprzez eliminację barier finansowych, zajęcie się problemem barier wynikających z podziału zachęt oraz zminimalizowanie zakłóceń w użytkowaniu budynku. Pewną rolę w tym zakresie mogą odegrać świadectwa charakterystyki energetycznej budynków, ekologiczne umowy najmu, finansowanie obligacji ekologicznych oraz modele „płać w miarę oszczędzania”. Uczynienie modernizacji budynków do standardu budynków gotowych do zerowej emisji głównym filarem strategii ożywienia gospodarczego na początku 2020 r. jest niekwestionowanym działaniem mającym na celu przyspieszenie postępu w kierunku sektora budynków o zerowej emisji. Rezygnacja z możliwości zwiększenia efektywności wykorzystania energii w budynkach spowodowałaby wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną związanego z elektryfikacją zastosowań energii w sektorze budynków oraz znacznie utrudniłaby dekarbonizację systemu energetycznego i zwiększyłaby jej koszty (Ramka 3.5).
Ramka 3.5 ⊳ Jaki byłby wpływ braku wzrostu globalnych wskaźników modernizacji do 2,5%?
Dekarbonizacja ogrzewania w istniejących budynkach w scenariuszu NZE opiera się na głębokiej modernizacji większości istniejących obiekt w budowlanych. Doprowadzenie do tego, aby do 2050 r. prawie wszystkie budynki spełniały wymogi norm energetycznych określonych w przepisach budowlanych dla budynków przystosowanych do zerowej emisji dwutlenku węgla, wymagałoby wskaźnik w modernizacji na poziomie 2,5% rocznie do 2030 r., w porównaniu z obecnym poziomem poniżej 1%. Modernizacja może być uciążliwa dla mieszkańców, wymaga wysokich nakład w inwestycyjnych i może napotykać trudności związane z uzyskaniem pozwoleń. Z tego względu osiągnięcie wymaganego tempa i zakresu modernizacji w nadchodzących latach jest największym wyzwaniem stojącym przed sektorem budynków. Jakiekolwiek opóźnienie w osiągnięciu wskaźnika rocznego modernizacji w wysokości 2,5% do 2030 r. wymagałoby tak gwałtownego wzrostu tego wskaźnika, że modernizacja zdecydowanej większości budynków do 2050 r. stałaby się praktycznie niemożliwa. Modelowanie wskazuje, że dziesięcioletnie opóźnienie przyspieszenia tempa modernizacji spowodowałoby wzrost zapotrzebowania na energię do ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych o 25%, a zapotrzebowania na anergię do chłodzenia pomieszczeń o ponad 20%, co przełożyłoby się na 20% wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną w 2050 r. w stosunku do scenariusza NZE (Wykres 3.31). Spowodowałoby to większe obciążenie sektora energii, który musiałby zainstalować więcej mocy wytwórczych opartych na technologiach niskoemisyjnych. W Casusie Opóźnionej Modernizacji, polityki i przejście na inne paliwa nadal powodowałyby spadek popytu na paliwa kopalne, ale do 2050 r. spalono by dodatkowo paliwa kopalne zawierające 15 EJ energii, emitując 1 Gt CO2.
Rządy muszą ustanowić polityki w zakresie kotłów oraz pieców węglowych i olejowych do ogrzewania pomieszczeń i wody, które w scenariuszu NZE nie będą już dostępne w sprzedaży po roku 2025. Konieczne będą również działania rządu mające na celu zapewnienie tego, aby nowe kotły gazowe były w stanie spalać gazy niskoemisyjne (być gotowe do wykorzystania wodoru) w zdekarbonizowanych sieciach gazowych. Zwiększa to znaczenie dostępności przekonujących alternatyw dla wycofywanych typ w kotłów, w tym wykorzystania pomp ciepła, wydajnych pieców na drewno (wykorzystujących zrównoważone dostawy drewna), energii miejskiej, fotowoltaiki, termicznej energii słonecznej i innych technologii energii odnawialnej. To, które
alternatywy są najlepsze, będzie w pewnym stopniu zależeć od warunków lokalnych, ale w większości przypadków elektryfikacja będzie najbardziej efektywną energetycznie i opłacalną opcją niskoemisyjną, a dekarbonizacja i rozbudowa lokalnych sieci energetycznych będzie prawdopodobnie mieć sens tam, gdzie pozwala na to gęstość zaludnienia. Wykorzystanie biometanu lub wodoru w istniejących lub zmodernizowanych sieciach gazowych może być najlepszym rozwiązaniem w obszarach, w których bardziej efektywne
rozwiązania alternatywne nie są możliwe.
Rządy muszą również podjąć decyzje dotyczące minimalnych standard w charakterystyki energetycznej (MSCE).Zgodnie z założeniami scenariusza ZEN, wszystkie kraje najpóźniej do 2025 r. wprowadzą MSCE dla wszystkich najważniejszych kategorii urządzeń, ustalone na najbardziej rygorystycznych poziomach obowiązujących w gospodarkach rozwiniętych. Oznaczałoby to m.in. zakończenie do tego czasu sprzedaży standardowych żarówek, halogen w i świetlówek kompaktowych. Ustalenie MSCE na odpowiednim
poziomie będzie wymagać starannego planowania; pomocną rolę w utrzymaniu koszt w na niskim poziomie mogłaby odegrać współpraca międzynarodowa w celu ujednolicenia standardów i celów.
Systemowy charakter scenariusza NZE oznacza, że strategie i polityki dotyczące budynków będą funkcjonować
najlepiej, jeśli zostaną dostosowane do strategii i polityk przyjmowanych w odniesieniu do system w energetycznych, planowania urbanistycznego i mobilności. Pomogłoby to w zapewnieniu udanego rozpowszechnienia zintegrowanych z budynkami technologii fotowoltaicznych, magazynowania energii w akumulatorach i inteligentnych systemów sterowania, tak aby budynki stały się aktywnymi dostawcami usług dla sieci. Przyczyniłoby się to również do wspierania wdrażania inteligentnej infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych. Polityka zachęcająca do gęstej zabudowy miejskiej o mieszanym przeznaczeniu w połączeniu z łatwym dostępem do usług lokalnych i transportu publicznego mogłaby zmniejszyć zależność od prywatnych
pojazdów (zob. Rozdział 2). Istnieją również powiązania między strategiami dotyczącymi budynków a środkami mającymi na celu zmniejszenie emisji dwutlenku węgla związanego z nowym budownictwem, które w scenariuszu NZE spadnie do 2050 r. o 95%.
Wywiad został opublikowany w specjalnym numerze Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja z lutego 2022. Wydanie poświęcone jest POBE oraz trzem kluczowym dokumentom, które są związane z kwestią termomodernizacji i dekarbonizacji budynków.
Zapraszamy do lektury. Kliknij i pobierz numer w PDF TUTAJ. Artykuł na stronach: 15-22.
