Vedci odhalili chybu, ktorá môže Slovensko stáť miliardy. Energetický problém zimy sa presunie na leto

Keď vlády, energetické firmy či medzinárodné organizácie plánujú budúcnosť, spoliehajú sa na rozsiahle klimatické a ekonomické modely. Práve tie určujú, koľko elektriny budeme potrebovať, kde bude nutné posilniť siete alebo aké investície si vyžiada energetická transformácia.

Nová štúdia však naznačuje, že v jednom dôležitom bode môžu byť tieto výpočty prekvapivo nepresné. Výskumníci z Pekinskej univerzity upozorňujú, že mnohé používané modely pri odhadoch energetickej spotreby budov stále vychádzajú z historických teplôt.

Inými slovami, počítajú s podnebím minulosti, hoci planéta sa postupne otepľuje. Výsledky publikované v prestížnom vedeckom časopise Nature Communications ukazujú, že takýto prístup môže výrazne skresľovať pohľad na budúce potreby chladenia aj vykurovania.

Budovy dnes spotrebujú približne tretinu všetkej energie na svete. Aj relatívne malá chyba v predpovediach preto môže mať obrovské dôsledky. Vedci do jedného z globálnych energetických modelov doplnili aktuálne klimatické projekcie namiesto historických priemerov. Rozdiely boli výrazné.

V scenári miernejšieho otepľovania sa ukázalo, že doterajšie modely podceňujú spotrebu energie na chladenie približne o 23 %. Ak by svet pokračoval vo vysokých emisiách skleníkových plynov, rozdiel by sa do roku 2100 zvýšil až na 79 %. Inými slovami, klimatizácií môže byť v budúcnosti oveľa viac a ich spotreba elektriny môže narásť výraznejšie, než sa dnes predpokladá.

Pri vykurovaní je situácia opačná. Staršie modely predpokladajú rovnaké zimy ako pred desaťročiami, a preto počítajú aj s vyššou potrebou kúrenia. Realita však môže byť odlišná. Miernejšie zimy znamenajú nižšiu spotrebu palív aj energie na vykurovanie domácností. Podľa štúdie preto staršie modely nadhodnocujú potrebu vykurovania až o 14 % pri miernom oteplení a dokonca o 40 % v scenároch s výrazným rastom teplôt.

Práve kombinácia oboch faktorov je kľúčová. Predchádzajúce výskumy sa často sústredili iba na klimatizácie. Nová práca sledovala súčasne chladenie aj vykurovanie, čím odhalila komplexnejší obraz budúcej energetickej reality.

Slovenský paradox

Z globálneho pohľadu sa svet postupne rozdeľuje na regióny, ktoré z miernejších zím profitujú, a na regióny, ktoré budú čeliť rastúcej potrebe chladenia. Slovensko sa nachádza niekde medzi nimi.

Naša energetická aj bytová infraštruktúra totiž vznikala v čase, keď bolo najväčšou výzvou vykurovanie. Celé desaťročia platilo jednoduché pravidlo. V zime elektrizačná sústava čelila vysokému zaťaženiu, zatiaľ čo leto bolo relatívne pokojné obdobie vhodné na údržbu elektrární a energetických zariadení.

S pribúdajúcimi tropickými dňami sa však tento model začína rozpadávať. Energetici už dnes zaznamenávajú nové špičky spotreby elektriny počas horúcich letných dní, najmä medzi 13. a 17. hodinou. Práve vtedy naplno pracujú klimatizácie v kanceláriách, obchodných centrách aj domácnostiach.

Problémom je, že veľká časť slovenského bytového fondu na takýto vývoj nebola navrhnutá. Panelové sídliská budované medzi rokmi 1960 až 1990 disponujú vysokou tepelnou zotrvačnosťou. Ak sa budova počas niekoľkotýždňovej vlny horúčav prehreje, nahromadené teplo dokáže držať celé týždne. Obyvatelia potom často siahajú po individuálnych klimatizačných jednotkách, ktoré sa objavujú na fasádach domov.

Takéto riešenie však nemusí byť dlhodobo udržateľné. Staršie elektrické rozvody v mnohých bytových domoch nikdy nepočítali s tým, že počas horúceho popoludnia budú stovky domácností súčasne napájať energeticky náročné chladiace zariadenia.

Gemini/Pixabay

Emisie môžu paradoxne klesnúť

Na prvý pohľad by sa mohlo zdať, že viac klimatizácií automaticky znamená aj vyššie emisie oxidu uhličitého. Výsledky štúdie však priniesli zaujímavé zistenie. Pokles potreby vykurovania totiž v mnohých regiónoch preváži nad rastúcou spotrebou energie na chladenie. Celkové emisie budov by preto mohli byť do konca storočia nižšie, než predpokladajú dnešné modely.

Pre Slovensko má tento výsledok špecifický rozmer. Naše domácnosti sú stále vo veľkej miere závislé od zemného plynu a centralizovaného zásobovania teplom. Miernejšie zimy preto znamenajú menšiu spotrebu plynu v kotloch a teplárňach, čo prirodzene znižuje emisie.

Na druhej strane však rastúca potreba chladenia presúva energetickú záťaž na elektrickú sieť. Rozdiel spočíva v tom, odkiaľ elektrina pochádza.

V tomto smere je Slovensko vo výrazne lepšej pozícii než mnohé okolité krajiny. Vďaka jadrovým elektrárňam v Mochovciach a Jaslovských Bohuniciach pochádza väčšina slovenskej elektriny z nízkoemisných zdrojov. Kým v krajinách výrazne závislých od uhlia môže rast používania klimatizácií priamo zvyšovať emisie, na Slovensku môže byť tento efekt podstatne miernejší.

To však neznamená, že problém neexistuje. Otázkou zostáva schopnosť prenosovej sústavy zvládať rastúce letné špičky a pokračujúca elektrifikácia domácností, dopravy aj priemyslu.

Lukáš Grinaj/TASR/JAVYS

Neviditeľný problém

Pri pohľade na emisie sa často hovorí iba o oxidu uhličitom. Výskumníci však upozorňujú na ďalší faktor, ktorý môže byť v budúcnosti čoraz významnejší. Moderné klimatizácie a tepelné čerpadlá využívajú fluorované skleníkové plyny, takzvané F-plyny. Ide o chladivá, ktoré síce umožňujú efektívne chladenie, no po úniku do atmosféry majú výrazne vyšší otepľovací účinok než oxid uhličitý.

Typickým príkladom je chladivo R-410A. Jeho potenciál globálneho otepľovania dosahuje približne hodnotu 2 088. Jeden kilogram uniknutého chladiva tak spôsobí podobný klimatický efekt ako viac než dve tony oxidu uhličitého.

Práve tu sa skrýva riziko, ktoré väčšina globálnych modelov doteraz podceňovala. Čím viac klimatizácií bude svet používať, tým vyššie bude aj riziko únikov chladív. Mnohí majitelia klimatizácií po montáži zariadenia neabsolvujú pravidelné kontroly tesnosti systému, pokiaľ zariadenie funguje bez problémov. Drobné úniky tak môžu prebiehať celé roky bez povšimnutia.

Situáciu komplikuje aj rastúci dopyt po lacných riešeniach. Európska únia postupne sprísňuje pravidlá pre používanie F-plynov, čo zvyšuje cenu chladív. Na trhu sa preto objavujú zariadenia s nejasným pôvodom alebo montáže realizované bez dostatočnej odbornej kvalifikácie. Práve pri neodbornej manipulácii vzniká najvyššie riziko únikov.

Riešením nemusí byť viac klimatizácií

Vedci v závere štúdie upozorňujú, že rastúce teploty nemusíme riešiť iba inštaláciou ďalších klimatizácií. Dôležitú úlohu môže zohrávať samotná architektúra budov.

Ak budeme reagovať výlučne montovaním nových chladiacich jednotiek, mestá sa môžu dostať do začarovaného kruhu. Klimatizácia totiž nevyrába chlad. Teplo iba presúva z interiéru do okolitého prostredia. Výsledkom môže byť ďalšie prehrievanie ulíc a sídlisk počas letných nocí.

Práve preto odborníci čoraz viac hovoria o pasívnom chladení budov. Veľký význam majú vonkajšie žalúzie, ktoré dokážu odraziť značnú časť slnečnej energie ešte predtým, než prenikne cez okno. Naopak, vnútorné tienenie často rieši problém až v momente, keď sa teplo už nachádza v interiéri.

Rastie aj význam stavebných materiálov schopných akumulovať teplo a postupne ho uvoľňovať počas chladnejších nočných hodín. Čoraz väčšiu pozornosť získavajú stropné a podlahové systémy chladenia napojené na tepelné čerpadlá, ktoré dokážu zabezpečiť tepelný komfort pri výrazne nižšej spotrebe energie než klasické klimatizačné jednotky.

Svoje miesto majú aj vegetačné strechy a fasády. Kým bežná strešná krytina sa počas horúčav môže rozpáliť na desiatky stupňov nad teplotu okolitého vzduchu, zelené strechy vďaka odparovaniu vody zostávajú výrazne chladnejšie a znižujú prehrievanie celej budovy.

Nová štúdia tak neprináša len upozornenie na chybu v klimatických modeloch. Ukazuje aj to, že budovy budúcnosti nebudeme navrhovať len podľa toho, ako ich vykúriť počas zimy. Čoraz väčšou otázkou bude, ako ich udržať obývateľné počas letných horúčav, ktoré sa stávajú novým štandardom.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia