ЖИЛЬЕ

В категорию жилье также входят выбросы парниковых газов от следующих видов деятельности.

• Производство энергии/электричества для отопления и охлаждения.
• Выработка электроэнергии для питания бытовых приборов, таких как посудомоечные машины и электроплиты.

Однако расчеты не включают выбросы парниковых газов при строительстве и эксплуатации домов и квартир.

Как распределяются источники энергии в Эстонии?

По данным Международного энергетического агентства (МЭА), в 2019 году энергобаланс Эстонии состоял на 70% из сланца, 17% биотоплива, 9% ветра, 2% сжигания отходов и оставшиеся 1,5% солнечной энергии, природного газа и гидроэнергии. По данным Ember 2020, в Эстонии выбросы электроэнергии в среднем составляют 669 г CO₂ на кВт/ч, что сравнимо со средним показателем по ЕС в 226 г CO₂ на кВт/ч. Относительно высокий показатель обусловлен сжиганием сланца. Однако всего за несколько лет этот показатель снизился с 993 г CO₂ на кВт/ч, и Эстония переходит от ископаемого топлива к более экологичным альтернативам. В начале 2021 года новое правительство Эстонии объявило о планах по постепенному отказу от добычи сланца к 2035 году.

Что означает «душевая лейка с низким расходом воды» и «стандартная душевая лейка»?

Различные типы душевых леек потребляют разное количество воды. Современные душевые лейки обычно потребляют значительно меньше воды, чем старые. Мы предположили, что разные душевые лейки расходуют следующее количество воды:

• стандартная душевая насадка: 12 литров в минуту;
• душевая насадка с низким расходом воды: 6 литров в минуту.

Для сравнения, старые душевые лейки потребляют около 20 литров в минуту. Под «расходом» мы подразумеваем воду, которая проходит через душевую лейку.

Насколько горячая вода в душе и при мытье посуды вручную?

Мы предположили, что температура воды в душе составляет 39°C, а исходная температура воды 8°C. Таким образом, вся вода должна быть нагрета до 31°C (39-8), но если снизить температуру на 5°C (до 34°C), выбросы сократятся на 16%.

Для карты «Мытье посуды вручную» мы рассчитали температуру воды 38 °C, в то время как исходная температура воды составляла 8 °C, время мытья посуды 20 минут в день и расход 6 литров в минуту.

Какая температура в помещении была учтена?

Мы не делали никаких конкретных предположений относительно температуры в помещениях, но использовали альтернативу многоквартирных домов (Kuusk et al. 2020 и личное общение с профессором Яреком Курницким) и статистику среднего фактического потребления энергии на отопление в Северной Европе (100 кВт-ч/м2 в год).

Как это повлияет на выбросы при снижении температуры в помещении?

Снижение внутренней температуры на 1°C уменьшает потребление энергии примерно на 5%.

Насколько эффективен тепловой насос с грунтовым источником тепла?

Геотермальные тепловые насосы работают на электричестве и извлекают тепло из земли, которое можно использовать, например, для отопления дома. На каждый кВт/ч тепловой насос может произвести около 3-4 кВт/ч тепла, в зависимости от коэффициента полезного действия (КПД) теплового насоса. Для карты пассивного дома было использовано значение 4.

Как рассчитываются объемы выбросов, предотвращаемых солнечными панелями?

Значение выбросов отрицательное, поскольку речь идет о выбросах, которых удалось избежать благодаря солнечным панелям. Значение карты рассчитывается как разница между средним энергобалансом в Эстонии и выбросами, производимыми солнечными батареями, с учетом того, что вся избыточная энергия уходит в общественную сеть. Сюда входят и выбросы от производства солнечных панелей.

Насколько эффективны солнечные батареи?

Номинальная эффективность солнечных панелей была принята равной 16 %, а во всех регионах эффективность была принята равной 75 %. Номинальный КПД — это доля поступающей энергии, которая преобразуется в электричество, а коэффициент полезного действия — это соотношение между фактической и теоретической выработкой энергии солнечными панелями. Соотношение мощности и тепла в основном зависит от направления установки солнечных панелей и случайного солнечного излучения.

Пример расчета: 25 м² солнечных панелей.

Для оценки выбросов, которых удалось избежать благодаря установке 25 м² солнечных панелей, мы использовали следующие исходные данные.

• Прямое нормальное солнечное излучение в Таллинне составляет 1075 кВт-ч/м² в год, согласно калькулятору PVGIS (год 2016). Немного большее количество солнечного излучения, попадающего на солнечные панели, может быть достигнуто при идеальном уклоне (37 %), но мы не можем предполагать идеальных условий, поскольку эти солнечные панели, скорее всего, находятся на крышах.
• Номинальная эффективность солнечных панелей, представленных на рынке, зависит от их цены, но колеблется между 15 и 22 %. Предположим, что КПД составляет 16 %, а эффективность — 75 %. Таким образом, фактический КПД составляет 12 % (КПД 16 % x КПД 75 %).
• Углеродоемкость электроэнергии от солнечных батарей — еще одна тема для споров (вот небольшой научно-популярный текст на эту тему: «Сколько выбросов сможет предотвратить система солнечных батарей?»). Мы оценили углеродоемкость солнечной электроэнергии в 46,8 г/CO₂/кВт-ч, основываясь на расчетах Jungbluth et al. 2012 и других источниках.
• Эстонская электроэнергия производит 669 г CO₂d на кВт/ч (год 2020). Ember Эстонский энергетический сектор (2020). Ссылка на источник: Интенсивность выбросов CO2 в расчете на кВт-ч электроэнергии.

Электроэнергия, произведенная 25 м² солнечных панелей в Эстонии за один год.

Каждая панель производит (при прямом нормальном солнечном излучении) 129 кВт-ч/м² в год (1075 кВт-ч/м² в год x12% КПД). Таким образом, 25 м² солнечных панелей производят 3225 кВт-ч в год (129 кВт-ч/м² х 25 м²).

Выбросы, предотвращенные 25 м² солнечных батарей в Эстонии за один год.

Если предположить, что все излишки электроэнергии будут переданы в общую электросеть Эстонии, то можно рассчитывать на то, что 25 м² энергии, произведенной солнечными панелями, заменят электроэнергию, произведенную традиционным способом, с выбросами 2158 кг/CO₂ в год (3225 кВт/ч в год x 669 г CO₂/кВт/ч).

Общий годовой объем выбросов при установке 25 м² солнечных панелей в Эстонии.

Если предположить, что углеродоемкость солнечных панелей составляет 46,8 г CO₂/кВтч, то 3225 кВтч генерируют 151 кг CO₂ в год (3225 кВтч x 46,8 г/CO₂/кВтч). Таким образом, в Эстонии 25 м² солнечных панелей сократят 2007 кг CO₂ в год (2158 кг/CO₂-151 кг/CO₂), на карте округлено до -2000 кг.

Пример расчета из раздела «Жилье»

Принятие душа в Эстонии в течение 10 минут в день в течение года со стандартной душевой насадкой и горячей водой из электрического бойлера.

Для расчета выбросов парниковых газов от этой деятельности мы использовали следующие исходные данные:

• Расход воды, стандартная душевая насадка: 12 литров в минуту
• Температура воды в душе: 39 °C
• Температура воды на входе (перед нагревом): 8 °C
• Энергия, необходимая для нагрева одного литра воды на один градус: 0,004184 МДж
• Эстонская электроэнергия производит 669 г CO₂ на кВт-ч или 186 г CO₂ на МДж в джоулях (год 2020).Выбросы, связанные с производством электроэнергии: Эстонский энергетический сектор 2020 года. Источник: интенсивность выбросов CO2 в расчете на кВт/ч электроэнергии.

Сначала мы рассчитали, сколько воды расходуется за год, умножив расход воды на время принятия душа и количество дней в году. Расчет показал, что на принятие душа расходуется 43 800 литров горячей воды в год (12 литров в минуту × 10 минут × 365 дней в году).

Затем мы рассчитали энергию, необходимую для нагрева 43 800 литров воды с 8 °C до 39 °C, умножив энергию, необходимую для нагрева одного литра воды, на количество градусов (31 °C), которые необходимо нагреть, и на общий объем воды. Расчет показал, что для нагрева воды требуется 5 681 МДж в год (31 градус × 0,004184 МДж на градус × 43 800 литров воды).

Наконец, мы рассчитали выбросы парниковых газов, умножив общий спрос на энергию от производства электричества (средняя структура источников энергии в Эстонии) на выбросы парниковых газов. Расчеты показали, что выбросы CO₂ составляют 1 057 кг, округленные до 1 100 кг на карте (5 681 МДж в год × 186 г CO₂ на МДж).

Ссылки на данные из примеров раздела “жилье”:

• Выбросы от производства электроэнергии: энергетический сектор Эстонии Ember 2020 г. Источник: интенсивность выбросов CO2 в расчете на кВт/ч электроэнергии.
• Общее энергоснабжение с разделением по источникам  по данным Международного энергетического агентства https://www.iea.org/countries/estonia.
• Kuusk et al. (2020) Концепции реконструкции многоквартирных домов с низким энергопотреблением (ссылка).
• Личное общение с профессором Яреком Курницким из Таллиннского технологического университета (2021)
• Использование энергии для отопления домов в Швеции: калькулятор Шведского энергетического агентства.
• Углеродоемкость солнечных панелей. Jungblut et al. (2012) Инвентаризация жизненного цикла фотовольтаики.
• Данные о солнечном свете в Эстонии: Европейская карта солнечного света.
• Древесные гранулы; STEM Energikalkylen.