Nejnavštěvovanější odborný web
pro stavebnictví a technická zařízení budov
estav.tvnový videoportál

Stavba / Nízkoenergetické stavby / Výzkum energeticky efektivních budov v Evropské unii (1.)

Výzkum energeticky efektivních budov v Evropské unii (1.)

doc. RNDr. Jitka Kubátová, CSc., RNDr. Petr Pracna, CSc.
Recenzovaný

Výzkum energeticky efektivních budov je jednou z oblastí Rámcového programu pro výzkum a inovace Horizont 2020 (2014–2020) přispívající k naplnění cílů evropské energetické politiky. První část článku pojednává o obecných charakteristikách partnerství veřejného a soukromého sektoru Energeticky efektivní budovy (PPP EeB), které bylo za tímto účelem založeno již v průběhu předchozího 7. Rámcového programu (2007–2013) a shrnuje projekty PPP EeB doposud podpořené v obou rámcových programech. Druhá část článku podrobněji popisuje českou účast v nich a témata nejbližších výzev programu Horizont 2020 pro rok 2017.

1. Úvod

Budovy představují jedno z ohnisek zájmu evropské energetické politiky, protože téměř 40 % celkově vyrobené energie se spotřebovává v obytných domech, kancelářích, obchodech a dalších budovách. Budovy jsou vedle toho zdrojem 36 % emisí skleníkových plynů. Komplex opatření, kterými si EU klade za cíl tato čísla radikálně změnit, se týká jak nové výstavby, tak již existujících budov, protože se odhaduje, že zhruba 75 % z nich je energeticky neefektivních, a přitom se předpokládá, že v roce 2050 bude podstatná část z nich ještě v užívání.

Stavební průmysl hraje v evropském hospodářství klíčovou roli. Na příklad jeho obrat v roce 2011 činil 1,2 miliardy EUR a přispíval 9,6 % k HDP EU. Podílel se na zaměstnanosti EU ve výši 7,2 % a poskytoval 14,6 milionů pracovních míst. Zlepšení efektivity využívání energie ve stavebnictví je proto zásadním požadavkem, a to nejen z hlediska dosažení vytyčených cílů EU do roku 2020, ale i z hlediska dlouhodobé strategie EU do roku 2050 v nízkouhlíkovém hospodářství šetrném k životnímu prostředí.

2. Energetická politika EU

Evropská komise (EK) již dlouhou dobu stojí před nutností provést reformu a reorganizaci evropské energetické politiky. Evropský energetický systém trpí totiž nedostatky: silným dovozem energií a nebezpečím zahraniční energetické závislosti, stárnoucí energetickou infrastrukturou a nedostatečnou propojeností trhů s energiemi, vysokou energetickou náročností budov a dopravy a s tím souvisejícími emisemi skleníkových plynů. Konkrétně EU je největším dovozcem energií na světě (dováží 53 % všech energií, kterých spotřebuje za přibližně 400 miliard € za rok). Přitom dováží 90 % ropy a 66 % zemního plynu a doprava z 94 % závisí na ropných produktech. Velkoobchodní ceny elektřiny jsou o 30 % vyšší a ceny plynu o 100 % vyšší než v USA. Velké rezervy spočívají i ve stavbách: 75 % budov je energeticky neefektivních.

Energetické problémy Evropy má řešit soubor opatření známý jako Energetická unie (Energy Union). Byla vytvořena s cílem zajišťovat bezpečnou, cenově dostupnou a udržitelnou energii pro Evropu a její občany. Zásady Energetické unie vytyčila v únoru roku 2015 Evropská komise v dokumentu Rámcová strategie k vytvoření odolné energetické unie s pomocí progresivní politiky v oblasti změny klimatu (A Framework Strategy for a Resilient Energy Union with a Forward-Looking Climate Change Policy) [1]. Strategie energetické unie má pět úzce propojených dimenzí:

  • Bezpečnost dodávek energie, solidarita a důvěra
  • Plně integrovaný evropský trh s energií
  • Energetická účinnost přispívající ke zmírnění poptávky
  • Dekarbonizace hospodářství
  • Výzkum, inovace a konkurenceschopnost

Opatření navržená ve Strategii zajišťují diverzifikaci dodávek energie, podporují spolupráci mezi členskými státy a energetickým průmyslem ve věci zabezpečení dodávek energie a zvyšují transparentnost dodávek plynu. Dalším cílem je dokončit integraci vnitřního trhu s energií na základě lepšího propojení energetických soustav a prosazením odpovídajících právních předpisů. Velmi náročným cílem je dosáhnout zlepšení energetické účinnosti o 27 % nebo více do roku 2030, jak to stanovila Rada Evropy na svém jednání v říjnu 2014. Strategie dále obsahuje závazek do roku 2030 snížit emise skleníkových plynů alespoň o 40 % (ve srovnání s rokem 1990) a dosáhnout alespoň 27 % podílu energie z obnovitelných zdrojů na spotřebě energie v EU.

Realizace páté dimenze energetické unie, která se týká výzkumu, inovací a konkurenceschopnosti, spočívá na tzv. SET Planu, strategickém plánu pro energetické technologie, jehož původní verze z roku 2007 byla v roce 2015 aktualizována a uveřejněna v dokumentu Přechod na integrovaný strategický plán pro energetické technologie (plán SET): urychlení transformace evropského energetického systému (Towards an Integrated Strategic Energy Technology (SET) Plan: Accelerating the European Energy System Transformation) [2]. SET plan vytyčuje 10 priorit, které mají sloužit jako východiska pro stanovení nových výzkumných a inovačních programů a aktivit na evropské a národní úrovni. Jedna z těchto deseti priorit se explicitně týká budov: poukazuje na nutnost vyvíjet nové materiály a technologie, které přispějí ke zvýšení energetické efektivity budov, a na potřebu zajistit jejich uplatnění v tržních podmínkách.

3. Veřejně-soukromé partnerství Energeticky efektivní budovy (PPP EeB)

Evropská komise podporuje výzkum a inovace energetické efektivity budov v programu Horizont 2020 (H2020), a to ve společenské výzvě ENERGIE (Secure, clean and efficient energy) a v prioritě Vedoucí úloha průmyslu (Leadership in enabling and industrial technologies, LEIT). V těchto oblastech jsou v předem určených termínech vyhlašovány výzvy k předkládání návrhů projektů na určená výzkumná a inovační témata. Poslední vyhlášené výzvy byly orientovány jednak na témata z oblasti energetické účinnosti (Energy Efficiency Call) a z oblasti obnovitelných zdrojů energie (Competitive Low-Carbon Energy Call), jednak na oblast úspor energie ve stavebnictví při rekonstrukci stávajících a stavbě nových budov (Call for Energy-efficient Buildings).

Výzkum a využití inovativních technologií, systémů a materiálů je jednou z cest jak zlepšit energetickou efektivitu budov. Finanční zdroje na podporu těchto aktivit plynoucí z programu Horizont 2020 jsou v tomto případě posíleny o soukromé zdroje pocházející od evropského stavebního průmyslu díky existenci veřejně-soukromého partnerství Energeticky efektivní budovy (Public-private Partnership Energy-efficient Buildings, PPP EeB). Výzkumná partnerství veřejného a soukromého sektoru se zakládají s cílem dlouhodobé podpory vybraných strategických průmyslových sektorů. V tomto případě jde o stavebnictví a o úsilí dosáhnout vyšší energetické efektivity budov a úspor energie při jejich stavbě a obnově. Pro dosažení těchto cílů bylo nutno zajistit dlouhodobý závazek Evropské komise, že poskytne finanční podporu projektů výzkumu a inovací v dané oblasti po celé období programu H2020. Současně bylo nutno získat závazek soukromého sektoru prezentovaného asociací Energy-efficient Buildings Association (E2BA, dále jen Asociace), že se bude podílet na financování těchto projektů a že bude pokračovat v investování a inovacích při využívání výsledků projektů.

Veřejnou složku partnerství tvoří Evropská komise, průmyslovou složku představuje již zmíněná Asociace. Tato asociace byla založena v r. 2008 jako spin-off z Evropské technologické platformy pro stavebnictví (European Construction Technology Platform – ECTP) ve formě mezinárodní neziskové organizace. U zrodu Asociace stálo 9 zakládajících členů, z nichž tam dosud zůstalo 7 členů. Počet členů Asociace postupně narůstal a v současné době dosahuje kolem 130 registrovaných členů. Vrcholným orgánem Asociace je valné shromáždění (General Assembly), které se schází obvykle jednou ročně. To pověřuje řízením asociace řídící výbor (Steering Committee), který je tvořen stálými zástupci zakládajících členů Asociace a 21 členy volenými valným shromážděním na dobu dvou let. Řídící výbor skládá účty valnému shromáždění s dvouletou periodicitou. Výkonným orgánem řídícího výboru je devítičlenná výkonná rada (Executive Board) volená řídícím výborem rovněž na období dvou let.

Vznik partnerství veřejného a soukromého sektoru ve výzkumu byl iniciován finanční a ekonomickou krizí v roce 2008. Evropská komise se tehdy rozhodla jimi podpořit tři významné průmyslové sektory evropské ekonomiky. Vedle již zmíněného veřejně-soukromého partnerství Energeticky efektivní budovy se jednalo o založení veřejně-soukromého partnerství Továrny budoucnosti (PPP Factories of the Future – FoF) a veřejně-soukromého partnerství Ekologická vozidla (PPP Green Vehicles – GV). Pro stanovení cílů výzkumu v rámci PPP byla průmyslem vybrána prioritní témata dlouholetého výzkumu, která bylo třeba sladit se záměry probíhajícího 7. Rámcového programu (7. RP) EU tematicky i časově. Tak vznikly v roce 2010 první tzv. „cestovní mapy“ (roadmaps) vypracované skupinami ad hoc průmyslových poradců z různých zemí EU, kteří byli vybráni Asociacemi příslušnými jednotlivým partnerstvím. V případě energeticky efektivní výstavby se jednalo o cestovní mapu z roku 2010 Energy-efficient Buildings PPP Strategic Multi-annual Roadmap and Longer Term Strategy [3]. Tento dokument se stal základem pro stanovení témat prvních čtyř výzev PPP EeB v 7. RP v letech 2010–2013. Zkušenosti z tohoto období prokázaly pozitivní vliv na zavádění inovací do stavební výroby a zvýšení účasti podniků v podpořených projektech. Vedly proto EK k rozhodnutí pokračovat s podporou partnerství PPP EeB v H2020, tedy v dalším rámcovém programu. K tomu účelu byla v roce 2013 vypracována aktualizace cestovní mapy Energy-efficient Buildings: Multi-annual roadmap for the contractual PPP under Horizon 2020 [4]. Z ní tematicky čerpaly pracovní programy vyhlášené na dvouletá období 2014–2015 a 2016–2017. Cestovní mapa byla opět vypracována skupinou ad hoc průmyslových poradců z různých zemí EU vybraných Asociací.

Cestovní mapa z roku 2013 má tři části: Část I: Vize do roku 2030; Část II: Výzkumná a inovační strategie; Část III: Očekávané dopady. Podle této mapy má PPP partnerství energeticky efektivních budov za cíl pro Evropu

  • vyvinout technologie a řešení, které urychlí snižování spotřeby energií a emisí skleníkových plynů,
  • vyvinout řešení energetické účinnosti tak, aby se stavebnictví budov stalo průmyslem znalostním, udržitelným, s vyšší produktivitou a s vysoce kvalifikovanými zaměstnanci,
  • vyvinout taková systémová řešení budov a okrsků (districts), která by zajistila produkci cenově efektivních, uživatelsky příjemných, zdravých a bezpečných budov a tím posílila konkurenceschopnost EU stavebnictví.

Náměty pro výzkum a inovace a diskuse jejich úlohy v řešení uvedených cílů jsou obsaženy v kapitolách 3 a 4 části II cestovní mapy. Náměty jsou uspořádány do tematických celků odpovídajících jednotlivým fázím hodnotového řetězce budov: design – konstrukce – obvodový plášť budov – stavební proces – monitorování provozu – konec životního cyklu. Na ukázku uvádíme příklady námětů v jednotlivých fázích řetězce:

  • Design – integrovaný design budov, jehož se zúčastní všechny zainteresované strany, tj. zadavatelé, architekti, inženýři, místní samospráva a který vede k úsporám při nové výstavbě a rekonstrukci starých budov; k vytváření sdílených inženýrských databází, které obsahují data o materiálech, výrobcích, referenčních řešeních designu, energetických profilech budov, profilech uživatelských skupin důležitých pro řešení minimalizace emisí skleníkových plynů z budov a s tím spojených nákladů; k vytváření knihoven referenčních designových řešení
  • Konstrukce – možnosti znovuvyužití existujících konstrukcí; vývoj nových cenově dostupných ekologických konstrukčních materiálů (včetně cementu, betonu, sádry, skla, oceli, dřeva), které by mohly přispět ke snížení emisí CO2 a spotřeby surovin
  • Obvodový plášť budov – vývoj nových vysoce izolačních materiálů a komponent s důrazem na izolační materiály z obnovitelných zdrojů a odpadových surovin; vývoj termo-, foto- a elektrochromních materiálů k řízení světelných podmínek uvnitř budov
  • Energetická zařízení – vývoj integrovaných zařízení pro vytápění a chlazení; vývoj integrovaných zařízení pro skladování elektrické a tepelné energie; využití energie z obnovitelných zdrojů
  • Stavební proces – vývoj měřicích zařízení určených pro stavební dělníky na zjišťování vzduchové těsnosti a tepelné izolace právě postavených částí staveb; vývoj inovativních automatizovaných nebo robotizovaných stavebních nástrojů pro manipulaci s prefabrikovanými díly při rekonstrukci budov
  • Monitorování – monitorování chování obvodového pláště a provozu elektrických zařízení v nových a zrekonstruovaných budovách; praktická zařízení na měření a monitorování kvality interního ovzduší
  • Konec životního cyklu budov – sběr odpadu vzniklého rozmontováním nebo demolicí staveb a separace jeho složek pro využití v recyklovaných kompozitech; vývoj stavebních materiálů obsahujících velký podíl recyklovaných materiálů s účelem dosažení úspor energie a surovin

Jak již bylo řečeno, náměty obsažené v cestovní mapě se promítají do návrhů témat pracovních programů a do výzev PPP EeB. S postupem času se témata v souladu s technologickým vývojem posunují v hodnotovém řetězci blíže ke komerčnímu využití, tedy k vyšším hodnotám tzv. TRL – Technology Readiness Level (úroveň technické pokročilosti, objasnění v části II). Dochází rovněž k posunu od řešení energetické efektivity u jednotlivých staveb ke komplexům budov a dále k celým městským částem. Dá se obecně říci, že z cestovní mapy lze odhadnout trendy, které budou ovlivňovat priority EK při tvorbě příštích pracovních programů PPP EeB.

4. Výzvy EeB v 7. RP a H2020

Na výzvy EeB 7. RP v letech 2010-2013 EK plánovala vynaložit prostředky ve výši 500 mil. €. Ve skutečnosti pak bylo vyčerpáno téměř 550 mil. €. Vzhledem k průřezovému charakteru partnerství EeB byla jeho podpora složena z příspěvků priorit NMP (Nanotechnologie, pokročilé materiály a nové výrobní technologie), ENERGY (Energetika) a ENVI (Životní prostředí). Podrobnější údaje přinesl článek „Energeticky efektivní budovy v 7. RP a Horizontu 2020“ v časopise ECHO [5]. Zde uvádíme v tabulce 1 pouze stručnější přehled údajů o těchto výzvách.

Tabulka 1. Přehled výzev EeB v rámcových programech 7. RP a H2020 s rozpočty, počty financovaných projektů a dosavadní účastí českých subjektů.
EeBVýzvaEUČeská účast
Rozpočet
[mil. €]		Počet návrhůPočet financovaných projektůPočet projektůPočet účastíFinanční příspěvek
[mil. €]		Podíl na rozpočtu
[%]
FP72010626017110,1060,17
201185,511723220,2480,29
2012142,215432441,0230,72
2013257,816839320,4100,16
Celkem547,54991111091,7870,33
H2020201458,814917541,0771,83
201570,416813220,9761,39
201648,65811440,6351,31
201775–
2018–2020336–
Celkem583,83754111102,6881,51

Částky rozpočtů v letech 2010–2015 jsou skutečně čerpané v celém partnerství PPP EeB, v roce 2016 pouze v části NMBP (v části ENERGY nejsou ještě známy výsledky hodnocení). Částky rozpočtů v letech 2017–2020 jsou indikativní.

Graf 1. Předpokládaný rozpočet výzev partnerství PPP EeB v H2020 podle přispívajících priorit (NMP, ENERGY)
Graf 1. Předpokládaný rozpočet výzev partnerství PPP EeB v H2020 podle přispívajících priorit (NMP, ENERGY a ENVI)

Na sedmileté období rámcového programu H2020 plánuje EK vynaložit z veřejných zdrojů celkem 600 mil. € ve skladbě a časovém rozložení znázorněných v grafu 1. Těžiště aktivit programu EeB je opět v prioritě NMBP (Nanotechnologie, pokročilé materiály, biotechnologie a výroba), další financování poskytují společenské výzvy ENERGY (Zajištěná, čistá a účinná energie) a ENVI (Ochrana klimatu, životní prostředí, účinné využívání zdrojů, suroviny). Přestože celková částka podpory v H2020 je mírně vyšší než v 7. RP, výzvy v letech 2014–2017 mají nižší objem financí než výzvy 7. RP. Jak dokumentuje tabulka 1, vede to podobně jako i v jiných tematických oblastech H2020 ke snížení míry úspěšnosti projektových žádostí v prvním čtyřletém období 2014–2017. Protože na zbývající tříleté období 2018–2020 však zbývá více než polovina plánovaných prostředků, dá se očekávat příznivější situace ve smyslu míry úspěšnosti navrhovaných projektů.

5. Projekty EeB financované v 7. RP

V 7. RP bylo v rámci PPP partnerství Energeticky efektivních budov celkem financováno 111 projektů. Dají se rozčlenit do tří kategorií a v každé z nich na řadu témat. V závorkách jsou uvedeny akronymy financovaných projektů, které fungují jako odkazy na základní informace o projektech v informačním portálu Evropské komise CORDIS. Projekty s českou účastí jsou označeny tučně a podrobnosti o nich jsou uvedeny v druhé části článku.

Nanotechnologie a pokročilé materiály

Informační a komunikační technologie

Integrační a demonstrační technologie

6. Projekty EeB financované v H2020

Projekty vybrané k financování ve výzvách 2014 a 2015 jsou v současné době řešeny. Návrhy projektů výzvy roku 2016 jsou již vyhodnoceny. Konkrétní projekty navržené k financování budou zveřejněny po podpisu grantových smluv, který je očekáván během července–srpna 2016. Přikládáme seznam témat uvedených výzev a akronymy financovaných projektů. Projekty s českou účastí jsou zaznamenány tučně a bližší informace o nich jsou uvedeny v druhé části článku v kapitole 9. Česká účast v projektech EeB – H2020 (2014–2015).

  • EeB-01-2014: Materiály pro pláště budov (HOMESKIN, ISOBIO, ECO-Binder, LaWin)
  • EeB-02-2014: Adaptabilní pláště rekonstruovaných budov (E2VENT, BRESAER)
  • EeB-03-2014: Vývoj nových technik auto-inspekce a metodologie kontroly kvality pro efektivní stavební procesy (Built2Spec, INSITER, ACCEPT)
  • EeB-04-2014: Podpora zvýšení dopadu PPP EeB projektů (EeB-CA2, EEBERS, SWIMing, AMANAC)
  • EeB-05-2015: Inovativní nástroje designu pro rekonstrukce budov v obytných komplexech (OPTEEMAL, NEWTREND, MODER)
  • EeB-06-2015: Integrovaná řešení uskladnění tepelné energie v budovách (TESSE2B, CREATE)
  • EeB-07-2015: Nové nástroje a metodologie pro snížení disproporcí mezi předpovězeným a skutečným energetickým chováním budov a bloků budov (TOPAS, MOEEBIUS, HIT2GAP)
  • EeB-08-2015: Integrovaný přístup k rekonstrukci obytných budov (BUILDHEAT, RENNOVATES, DREEAM)
  • EEB-01-2016: Vysoce účinné izolační materiály se zlepšenými vlastnostmi (k financování navrženy 4 projekty)
  • EEB-02-2016: Indikátory pro hodnocení energetické efektivity a techniky sledování (k financování navržen 1 projekt)
  • EEB-03-2016: Integrace pokročilých topných a chladicích technologií (k financování navrženy 2 projekty)
  • EEB-04-2016: Opakované použití a recyklace stavebních materiálů a konstrukcí (k financování navrženy 4 projekty)
  • EE-1-2014: Výroba prefabrikovaných modulů pro renovace budov (BERTIM, IMPRESS, MORE-CONNECT)
  • EE-3-2014: Energetické strategie a řešení hloubkových renovací historických budov (RIBuild)
  • EE-2-2015: Design nových vysoce energeticky účinných budov (ZERO-PLUS, INDEWAG)
  • EE-10-2016: Podpora urychlené a rentabilní hloubkové renovace budov prostřednictvím partnerství PPP EeB (výsledky hodnocení zatím nezveřejněny)

Zdroje

  1. Rámcová strategie k vytvoření odolné energetické unie s pomocí progresivní politiky v oblasti změny klimatu COM(2015) 80 final, Evropská komise 2015.
  2. Towards an Integrated Strategic Energy Technology (SET) Plan: Accelerating the European Energy System Transformation C(2015) 6317, Evropská komise 2015.
  3. Energy-efficient Buildings PPP Multi-annual Roadmap and Longer Term Strategy, Evropská komise 2010.
  4. Energy-efficient Buildings Multi-annual Roadmap for Contractual PPP under Horizon 2020, Evropská komise 2013.
  5. KUBÁTOVÁ Jitka, PRACNA Petr. Energeticky efektivní budovy v 7. RP a v programu Horizont 2020 – trendy, zkušenosti a přehled účasti ČR. ECHO 5–6 (2015) 11.
English Synopsis
Research on energy-efficient buildings in the European Union - part 1.

Energy-efficient buildings research is one chapter of General Programme for Research and Innovation Horizont 2020 (2014 - 2020) which helps reaching the aims of european energy policy. First part of the article deals with characteristics of private-public partnership called Energy-efficient buildings (PPP EeB) that was founded for this purpose during previous General programme (2007 - 2013) and sums up projects PPP EeB supported in both programmes so far. Second part of the article deals with Czech participation in this programmes and describes topics of nearest Programme Hotizont calls for the year 2017.

 
 
Reklama