Ολοκληρωμένα Συστήματα Εξοικονόμησης Ενέργειας στον κτιριακό τομέα    

M. Σανταμουρης
Ομαδα Φυσικης Κτιριακου Περιβαλλοντος,
Τμημα Φυσικης,
Πανεπιστημιο Αθηνας

To κειμενο αυτο αποτελει περιληψη σχετικου αρθρου που εχει γραφει για λογαριαμο της Ελληνικης Εταιρειας.

Εισαγωγή
Οι κατασκευές  αντιπροσωπεύουν περισσότερο από  το 50% του παγκοσμιου επενδυτικού κεφαλαίου. Απασχολούν περισσότερους από 111 εκατ. εργαζόμενους  που αντιστοιχει σχεδόν στο 7% της συνολικής απασχόλησης και στο 28% της παγκόσμιας βιομηχανικής απασχόλησης. 
Ο τομέας των κτιριων ειναι υπευθυνος για σχεδόν το 40% της ενεργειακής κατανάλωσης στην Ευρώπη ενω η απόλυτη ενεργειακή του κατανάλωση αυξάνεται διαρκώς. Παρόλο που η Ε.Ε. έχει υπογράψει το Πρωτοκολλο του Κιότο και έχει θέσει σε εφαρμογή πολύ σαφή νομοθετικά πλαίσια, με στοχο την μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης, η ζήτηση ενεργειας αυξάνετε διαρκώς. Παράλληλα, πολύ σημαντικά προβλήματα ποιότητας του εσωτερικού περιβάλλοντος και κοινωνικής ανισότητας που σχετίζονται με την προμηθεια και χρηση της ενέργειας, τονίζουν την ανάγκη νέων προτεραιοτήτων και πολιτικών στον κατασκευαστικό τομέα.
Το παρον κειμενο έχει ως σκοπό να παρουσιάσει την υπαρχουσα πραγματικοτητα σχετικά με την ενεργειακή κατανάλωση και την περιβαλλοντική ποιότητα στον κατασκευαστικό τομέα καθως και να διερευνησει τις κύριες αιτίες που συμβάλλουν στην πραγματική αύξηση της ενεργειακης ζητησης. Τέλος, προτείνεται μια δεσμη μέτρων που μπορεί να συμβάλλει στην βελτίωση της περιβαλλοντικής ποιότητας στο κτιριακό περιβάλλον καθως και στη μείωση της ενεργειακής ζήτησης.
Ενεργειακή Κατανάλωση στην Ευρώπη
Η ενεργειακή κατανάλωση του κτιριακόυ τομέα, ( υπηρεσίες και νοικοκυριά), στις 25 χώρες της Ε.Ε. πλησιάζει τα 472 Gtoe, (δεδομένα 2004), ενω η αντίστοιχη κατανάλωση των 15 αρχικών χωρών είναι σχεδόν 412 GToe. 
Κατά την περίοδο, 1999-2004 η ενεργειακή ζήτηση παρουσίασε αυξητική τάση τόσο για τις 15 όσο και για τις 25 χώρες. Η μέση ετήσια αύξηση της κατανάλωσης ήταν κοντά στο 1,8%. Σχεδόν όλες  οι χώρες της Ε.Ε., εκτός από το Βέλγιο και τη Σουηδία ,παρουσίασαν αύξηση της ενεργειακής κατανάλωσης.
Οι χώρες της Νότιας Ευρώπης παρουσίασαν την μεγαλύτερη αυξήση ενεργειακης καταναλωσης. Στην Ισπανία και στην Ελλάδα η ενεργειακή ζήτηση στις υπηρεσίες και τα νοικοκυριά αυξήθηκε κατά 26%, (περίοδος 1999-2004), ενω η αντίστοιχη αύξηση στην Πορτογαλία ήταν κοντά στο 21%. Παραλληλα,, την ίδια περίοδο η Γαλλία και η Ιταλία παρουσίασαν αύξηση 10 και 6% αντιστοιχα.
Η αύξηση της ενεργειακής ζήτησης στη Νότια Ευρώπη είναι το σύνθετο αποτέλεσμα συγκεκριμενων κοινωνικών, οικονομικών, πολιτικών και τεχνικών προβληματων σχετιζόμενων αμεσα με την οικονομική ανάπτυξη των χωρών, την ραγδαία διείσδυση των κλιματιστικών, την ανεπαρκή τεχνικη νομοθεσία καθως και την θερμική υποβάθμιση του αστικού περιβάλλοντος. Όι παράγοντες αυτοι θα συζητηθούν στα παρακάτω κεφάλαια.
 Η Αύξηση του Βιοτικού Επιπέδου
 Ως αποτέλεσμα της οικονομικής ανάπτυξης στην Ευρώπη και πιο συγκεκριμένα στον Νότο, το μεγεθος της κατοικιας ανά οικογένεια αυξάνεται διαρκώς, οπως επίσης αυξάνεται και ο κτιριακος χώρος που αντιστοιχεί σε κάθε άτομο.  
Η αύξηση του χώρου διαβιωσης ανά άτομο έχει ως άμεσο αποτέλεσμα στην ενεργειακή κατανάλωση των κτιρίων, καθώς ειναι σαφες οτι θα πρεπει να θερμανθεί ή να ψυχθεί περισσότερος χώρος ανά άτομο. Οπως δε διαπιστωνεται οι χώρες του Νότου απέχουν ακομα αρκετά από τα προτυπα των Βόρειων Ευρωπαϊκων κρατων και επομένως ειναι λογικο να αναμενεται περαιτερω αυξηση του χωρου διαβιωσης ανα ατομο και αρα μεγαλυτερη αυξηση της ενεργειακης καταναλωσης τουλάχιστον για τους παραπάνω κοινωνικούς και οικονομικούς λόγους. 
Ραγδαία Διείσδυση Των Συστηματων Κλιματισμού
Η αγορά των κλιματιστικών συσκευων επεκτείνετε διαρκώς. Κατα το 1998 οι συνολικές ετήσιες πωλήσεις  κλιματιστικών άγγιξαν τις 35188000 μονάδες, ενώ αυξήθηκαν σε 41874000 το 2000 και σε 44614000 το 2002, με πρόβλεψη περι 52287000 μονάδες το 2006. 
Στην Ευρώπη, τα περισσότερα συστήματα κλιματισμού, σχεδόν το 74% του συνολικού αριθμού, είναι εγκατεστημένα στις Νότιες Χώρες, Η Ιταλία παρουσιαζει τον υψηλότερο αριθμό εγκατεστημένων μονάδων (29%), ενώ τα συστήματα split που είναι οι πιο κοινές μονάδες,  αντιπροσωπεύουν  περισσότερο από το 60 % των εφαρμογών.
 Ως αποτέλεσμα της ραγδαίας διείσδυσης των κλιματιστικών στην Ευρώπη, η ενεργειακή κατανάλωση για κλιματισμο έχει αυξηθεί σημαντικά. Ενώ, το 1990 η αντιστοιχη ετησια ενεργειακή κατανάλωση στις ευρωπαϊκές  χώρες  ήταν περίπου 1900 GWh, αναμένεται να ξεπεράσει τις 44430 GWH το 2020. Ταυτόχρονα,οι αντίστοιχες ετησιες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα έχουν αυξηθεί  από 516 ΚΤ το 1990 σε 18.1ΜΤ το 2020.
Η χρήση κλιματιστικών  έχει σοβαρό αντίκτυπο στη ζήτηση ηλεκτρικης ενεργειας στις περισσότερες χώρες. Τα υψηλά ηλεκτρικά φορτία υποχρεώνουν τις αρχές να εγκαταστήσουν προσθετες μονάδες ισχύος ωστε να ικανοποιήσουν την αυξημένη ζήτηση και λόγω της περιορισμένης χρήσης των μονάδων αυτων, το μέσο κόστος της ηλεκτρισμού παραγωγης αυξάνεται σημαντικά. Οι χώρες τις Νότιας Ευρώπης αντιμετωπίζουν πολύ σημαντική αύξηση του ηλεκτρικού φορτίου αιχμης. 
Περι του Ανεπαρκους Νομοθετικόυ Πλαίσιου
Το ανεπαρκές νομοθετικό πλαίσιο στην Ευρώπη και πιο συγκεκριμένα στις χώρες της Νότιας Ευρώπης, ειναι ένα από τα βασικότερα αίτια της υψηλής ενεργειακής κατανάλωσης του κτιριακόυ τομέα. Η μελέτη MURE, έχει  προσομοιωσει την θερμικη ενεργειακή κατανάλωση ενος τυπικόυ κτίριου σε κάθε κράτος μέλος, ετσι οπως προκυπτει απο την χρηση της εθνικης νομοθεσιας, και στην συνεχεια την εχει συγκρινει με την αντίστοιχη κατανάλωση ενος τυπικου κτιρίου στην Δανια οπου υφισταται η πλεον αποδοτικη ενεργειακη νομοθεσια.
Όπως γινεται σαφες η κατάλληλη νομοθεσία μπορεί να μειώσει την ενεργειακή κατανάλωση των κτιρίων, στην Νότια Ευρώπη έως και  50%. Αναμένεται ότι η εφαρμογή της Ευρωπαϊκής Οδηγίας για την Ενεργειακή Απόδοση των κτιρίων θα συμβάλλει σημαντικά στη βελτίωση της εθνικης νομοθεσίας και επιπλέον θα συμβαλλει στην μειώση της ενεργειακής κατανάλωση των κτιρίων.  

Θερμική Υποβάθμιση των Πόλεων
 Σαν αποτέλεσμα του θετικού θερμικού ισοζυγίου,η θερμοκρασία του περιβαλλοντος στις πόλεις είναι υψηλότερη από την αντιστοιχη σε αγροτικους η περιαστικους χωρους. Το φαινόμενο αυτό γνωστό και ως φαινόμενο της θερμικης νησιδας, επιβαρύνει την ζήτηση ηλεκτρικης ενεργειας για τον κλιματισμο των κτιρίων κατα την θερινη περιοδο.
Οι υψηλες αστικές θερμοκρασίες αυξάνουν την ζήτηση ηλεκτρικης ενεργειας για δροσισμό, ενω παραλληλα μειώνουν το θερμικό φορτίο των κτιρίων. Διαπιστωθηκε οτι το ψυκτικο φορτίο ήταν σχεδόν διπλάσιο στο κέντρο της Αθήνας από ότι στις γυρω περιαστικες περιοχες. Ταυτοχρονα διαπιστωθηκε ότι το ψυκτικο φορτίο αιχμής  ήταν σχεδον  τριπλάσιο στο κέντρο της Αθήνας.
Ταυτόχρονα, καθώς οι υψηλές εξωτερικές θερμοκρασίες μειώνουν την απόδοση των κλιματιστικών, παρατηρήθηκε ότι στη κεντρική Αθήνα, οι ελάχιστες τιμες αποδοσης τους, COP, ήταν χαμηλότερες κατά περίπου 25%. 
Ενεργειακή Κατανάλωση και Εισόδημα
Είναι κοινα αποδεκτο ότι η ενεργειακή κατανάλωση των νοικοκυριών σχετίζεται άμεσα με το εισόδημα τους. Οι οικογένειες με υψηλό εισόδημα καταναλώνουν περισσότερο, ενώ τα χαμηλού εισοδήματος νοικοκυριά καταναλώνουν σε απολυτη τιμη λιγοτερο αλλα το κοστος της ενεργειας αντιπροσωπευει ένα μεγάλο ποσοστό των εσόδηματων τους.
Ως ενεργειακη ενδοια ορίζεται η κατασταση αυτη οπου ενα νοικοκυριο  δαπανα άνω του 10 % του εισοδήματος του για αγορα θερμικης ενέργειας, ώστε να εξασφαλισει τα απαραιτητα επιπεδα θερμικης ανεσης. Στην περιπτωση οπου το ενεργειακο κοστος υπερβαινει το 20 % του εισοδήματος, η οικογένεια χαρακτηρίζεται ότι υποφέρει από «σοβαρη ενεργειακή ενδοια». Στατιστικά δεδομένα στην Ευρώπη αποδεικνυουν ότι το ποσοστο της ενεργειακης ενδοιας  είναι πολύ υψηλα κυριως στην Νότια Ευρώπη. 
Η ανάλυση της ενεργειακής κατάστασης στον κτιριακό τομέα πρέπει πάντα να λαμβάνει υπόψη τις συγκεκριμένες συνθήκες των διαφόρων εισοδηματικών ομάδων.  Οι χαμηλές εισοδηματικές ομάδες κατοικουν σε χαμηλότερης θερμικης ποιότητας κτίρια και κατα συνεπεια καταναλωνουν περισσότερη ενέργεια ανα μοναδα επιφανειας για να διατηρήσουν αποδεκτές εσωτερικές συνθήκες. Μια πρόσφατη μελέτη σε 1100 νοικοκυριά της Αθήνας, έχει δείξει ότι υπάρχει σαφης σχέση αναμεσα στο εισοδήμα και το ποσοστο των μη μονωμένων κατοικιών. Όσο πιο υψηλό είναι το εισόδημα τόσο πιο μεγάλο είναι το ποσοστό των μονομενων κτίριων. Έχει βρεθεί ότι μόνο το 28% των χαμηλών εισοδηματικών ταξεων κατοικει σε μονωμένες κατοικιες, ενώ αντίστοιχα στις πλουσιότερες ομάδες το ποσοστό αυτό φθάνει το 70%. Επίσης έχει βρεθεί ότι όσο πιο υψηλό είναι το εισόδημα τόσο μεγαλύτερο είναι και το ποσοστό εγκαταστασης  διπλών τζαμιών. Για τις χαμηλές εισοδηματικές ομάδες το παραπάνω ποσοστό είναι 24%, ενώ για τις πιο πλούσιες αγγίζει το 60 %.
Σχετικά με τη μέση ενεργειακή κατανάλωση ανά άτομο και ανά περιοχή, έχει διαπιστωθει ότι όσο πιο χαμηλό το εισόδημα, τόσο πιο υψηλό το κόστος για θέρμανση ανά άτομο και ανά μονάδα επιφανείας . Το κόστος θερμανσης ανά άτομο και ανά μονάδα επιφανειας για τις χαμηλότερα εισοδηματικές ομάδες είναι σχεδόν κατα 127 % υψηλότερο από το αντίστοιχο κόστος για τις ομάδες υψηλου εισοδηματος.
Έχει επίσης διαπιστωθει ότι η χρήση κλιματιστικών αυξάνει σημαντικά το ετήσιο κοστος ηλεκτρικης ενεργειας στις χαμηλότερα εισοδηματικές ομάδες. Η χρήση κλιματιστικών αυξάνει σε μέσο όρο, το ετήσιο κοστος κατά περίπου 100 Ευρώ ανά νοικοκυριό, ή 0,6 Ευρώ/m2 ή 12.5 Ευρώ/άτομο. Η αύξηση είναι ακόμα μεγαλύτερη για τις φτωχότερες ομάδες, όπου η σχετική αύξηση του κόστους λόγω της χρήσης κλιματιστικών αγγίζει τα 195 Ευρώ/νοικοκυριό, ή 1,2  Ευρώ/ m2 ή 87 Ευρώ/άτομο.
Κατα συνεπεια, οι ενεργειακες στρατηγικές στον κτιριακο τομεα πρέπει πάντα να λαμβάνουν υπόψη τους τις συγκεκριμένες συνθήκες των διαφόρων εισοδηματικών ομάδων και πρέπει πάντα να σχεδιάζονται ενεργειακα μέτρα καταλληλα για κάθε κοινωνική και οικονομική ομάδα.
 Ποια Ενεργειακή Πολιτική για τον Κτιριακό Τομέα?
 Η ενεργειακή κατανάλωση του κτιριακού τομέα αυξάνετε διαρκώς στην Ευρώπη. Επιπλέον, η αύξηση του ηλεκτρικού φορτίου σε ώρες αιχμής  στον Ευρωπαϊκό νότο, ασκεί πίεση στις αρχές και τις αναγκάζει να εγκαταστήσουν επιπλέον μονάδες παραγωγής ισχύος  για να ικανοποιήσουν την αυξανόμενη ζήτηση κατά τις ώρες αιχμής. Τέλος, τα ενεργειακά προβλήματα συνδέονται με σοβαρά προβλήματα  ποιότητας εσωτερικού περιβάλλοντος.
Η αύξηση της ζήτησης ηλεκτρικης ενεργειας κατα τις ώρες της αιχμής, κυρίως λόγω της ραγδαίας διεισδύσης  των κλιματιστικών συσκευων, αυξάνει την τιμή της ηλεκτρικης ενεργειας. Ενώ το μέσο κόστος παραγωγης μιας kWh στην Ευρώπη είναι σχεδόν 3,9 λεπτά, το κόστος ανέρχεται σε 10,2 λεπτά κατα τις ώρες αιχμής. Ταυτοχρονα, το μέσο κόστος εξοικονομησης μιας Kwh είναι σχεδόν 2,8 λεπτά. Οπότε, είναι δύσκολο να γινει αντιληπτο γιατί οι εθνικές ενεργειακές πολιτικές επενδύουν κυρια στην δημιουργία νέων συμβατικών μονάδών παραγωγής ισχύος και όχι σε μέτρα εξοικονόμησης ενέργειας.
Είναι πλεον σαφές οτι πρέπει να υιοθετηθεί μια νέα πιο προοδευτική ενεργειακη agenda. Κύριες προτεραιότητες σε μελλοντικές πρωτοβουλίες θα πρέπει να είναι:
–  Η βελτίωση του αστικού μικροκλίματος, η καταπολέμηση του φαινομένου της αστικης νησιδας και η μείωση των ενεργειακών αναγκών για δροσισμό.
–  Η χρήση βιώσιμων ενεργειακών συστημάτων τροφοδοσιας για τα κτίρια με χρήση ανανεώσιμών πηγών όπως ηλιακή και η βιομαζα.
 – η χρήση τεχνικών διαχειρησης της ενεργειακης ζητησης ωστε να ελεγχθει η καταναλωση των μεγάλων καταναλωτών
–  Η ενσωμάτωση παθητικών και ενεργητικων ηλιακων συστημάτων σε νέα και υπάρχοντα κτίρια, και η χρήση συστηματων υψηλής ενεργειακής απόδοσης για την τροφοδοσια και την διαχειρηση της ενεργειας 
– Η ανάπτυξη ενός νέου πιο αποδοτικού νομοθετικού πλαισίου για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων
 
Συμπεράσματα
Τα κτίρια στην Ευρώπη παρουσιάζουν υψηλή ενεργειακή κατανάλωση και σημαντικά περιβαλλοντικά προβλήματα. Η απόλυτη ενεργειακή κατανάλωση συνεχίζει να αυξάνει παρόλο που η Ευρώπη έχει υπογράψει το Πρωτόκολλο του Κιότο και έχει θέσει σε εφαρμογή πολιτικές με σκοπό τη μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης.
Ταυτόχρονα, η ραγδαία διείσδυση των κλιματιστικών, αυξάνει σημαντικά το ηλεκτρικό φορτίο σε ώρες αιχμής  στις νότιες Ευρωπαϊκές χώρες και υποχρεώνει τις αρχές  να εγκαθιστούν επιπλέον μονάδες παραγωγής ισχύος . Λόγω της περιορισμένης χρήσης  των μονάδων παραγωγής ισχύος, το κόστος του ηλεκτρικού αυξάνετε στις ώρες αιχμής θέτοντας σε μεγάλη πίεση τους πολίτες με χαμηλά εισοδήματα.

Η εντατική έρευνα που έχει διεξαχθεί τα τελευταία χρόνια έχει επιτρέψει την ανάπτυξη εξελιγμένων συστημάτων, εργαλείων και τεχνικών που όταν εφαρμοστούν μπορούν να μειώσουν την ενεργειακή κατανάλωση των κτιρίων και να βελτιώσουν την περιβαλλοντική ποιότητα τους.
Η εφαρμογή της νέας Οδηγίας για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων θα συμβάλλει σημαντικά στη μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης του κτιριακού τομέα. Παρόλα αυτά, είναι κοινός αποδεκτό ότι η συμβολή των νομοθετικών μέτρων όταν δεν συνδυάζεται με εντατική έρευνα, είναι  αρκετά περιορισμένη και μπορεί να φέρει μόνο βραχυπρόθεσμα αποτελέσματα. Δυστυχώς, η επιχορηση της σχετικης έρευνας στην Ευρώπη έχει σταματήσει και μια τέτοια απόφαση δεν επιτρέπει την έκφραση αισιόδοξιας για το μέλλον του κτιριακού τομέα στην Ευρώπη.