CZ case study: Případová studie Brno, Bronx

BY JIŘI CIHLÁŘ AND JARMILA HAZUKOVÁ (DEA ENERGETICKÁ AGENTURA, S.R.O.) IN COOPERATION WITH KAREL BARINKA, SENIOR CONSULTANT, IURS, Z.S., CZECH REPUBLIC

Takzvaný Bronx je situovaný ve dvou městských částech nedaleko centra města.Celková výměra tohoto území je 40ha, vč.bývalé věznice, kde nyní Město Brno plánuje realizaci Kreativního centra. Celé území Bronxu má převážně smíšený způsob využití, převážně se zástavbou vícepodlažných bytových domů z poloviny 20.stol. Městský projekt tzv.udržitelné regenerace je rovněž zaměřen na kompletní zkvalitnění této dnes sociálními problémy postižené části města.

street view brno bronx 1

Cílem studie bylo nalezení směru možného rozvoje lokality jak z pohledu rekonstrukce stávajících budov, tak výstavby nových budov a způsobu pokrývání jejich energetických potřeb v souladu s principy energeticky šetrné a trvale udržitelné výstavby. Jako indikátor udržitelného rozvoje byl v souladu s evropským projektem, jehož je studie součástí, zvolena produkce emisí oxidu uhličitého CO2 resp. dosažení stavu, který se označuje jako CARBON-ZERO. Jako pilotní etapa, na které byl vytvořen výpočtový model a nalezeny cesty řešení, byla zvolena část území označovaná jako Brněnský Bronx. Jedná se o velmi různorodé, hustě zastavěné území v intravilánu města. Lokalita je vhodná jako modelová, protože je v ní široký rozptyl způsobu užívání budov i typů spotřeby energie.

street view brno bronx 2V rámci studie byla vytvořena kalkulace stávající spotřeby energie lokality a její struktury s ohledem na profily užívání budov – bydlení, administrativa, výroba atd. Při výpočtu nebylo vycházeno z reálně naměřených hodnot, které nejsou k tomuto účelu vhodné, ale z tzv. typického užívání budov. Stávající energetická spotřeba není ničím výjimečná z pohledu energetické náročnosti je v budovách velký rozptyl od zanedbaných, cihlových, nezateplených až po téměř novostavby nebo zateplené objekty po kompletní rekonstrukci. V lokalitě se nevyskytují žádné budovy, které by měly nízkoenergetický nebo pasivní standard s nadstandardními tepelně technickými vlastnostmi nebo pokročilými technologiemi. V lokalitě je obsažena výroba (areál pekáren), která má výrazně odlišnou strukturu spotřeby – vysoká spotřeba tepla v technologii. V lokalitě je také obsažen rozsáhlý historický objekt, který je v současnosti využíván pouze omezeně a počítá se s ním pro tzv. Kreativní centrum Brno. Lokalita je připojena k systému dálkového tepla, ale pokrytí není příliš vysoké – cca 27% celkové spotřeby. Většinově jsou zastoupeny domovní kotelny příp. lokální topidla na zemní plyn. Do kalkulace výchozího stavu bylo uvažováno i s parametry systému dálkového tepla – ztráty v rozvodech, účinnost výroby zdrojů apod. Zdroje dálkového tepla spalují převážně zemní plyn, určitý podíl je pokryt ze spalovny komunálního odpadu. V cílovém stavu bylo dosaženo výrazného snížení spotřeby energie jak díky stavebním opatřením jako zateplování budov, tak díky zvýšení účinnosti výroby a distribuce energie. V rámci studie byla navržena konkrétní opatření, která budou směřovat k energetickým úsporám a vyčísleny očekávané přínosy do jednotlivých spotřeb – vytápění, ohřev teplé vody, chlazení, osvětlení apod.

street view brno bronx 3Byly řešeny možnosti zásobování lokality progresivními zdroji energie, které mají velmi nízké nebo žádné emise oxidu uhličitého. Primárně byla preferována výroba energie v lokalitě obnovitelnými zdroji – navrženy solární kolektory pro ohřev vody a výrobu elektřiny. Možnosti výroby energie z obnovitelných zdrojů v lokalitě jsou poměrně omezené. Bylo zvoleno řešení pomocí připojení zbývajících objektů na systém dálkového tepla, který v cílovém stavu umožňuje ve větším rozsahu spalování dřevní štěpky nebo slámy a současnou, kombinovanou výrobu elektřiny a tepla.

Stavu ZERO-CARBON bylo dosaženo výpočtově pomocí kompenzace zbytkové produkce CO2 v teplárenských zdrojích vyrobenou elektřinou při kogeneraci. Výsledek je potom nulová uhlíková bilance lokality jako celku z pohledu veškerých energetických potřeb.

Popis postupu:

  1. krok: odhad současné potřeby energií ve stávajících budovách (většina budov je z 1.pol.20.stol., s poměrně značnou hustotou zastavění) dle funkční struktury a profilu uživatelů.
  2. krok: Návrh technických opatření na budovách (tepelné izolace, výměna oken, dveří, apod.). Pro nové budovy byl uvažován standard pasivního domu.
  3. krok: Návrh optimalizace systém dodávek energií, řešené území je napojeno na městský systém centrálního zásobování teplem (převážně spalování odpadů a plyn).
  4. krok: Posouzení možností využití obnovitelných zdrojů energie v místě dostupných (zejména solární energie).
  5. krok: Návrh dalších kroků, systém hromadné a individuálné dopravy, regenerace veřejného prostoru, městská zeleň, apod.

PHOTOVOLTAIC AND THERMIC PANELS ON ROOFS, POTENTIAL LOCATIONS

Zpracoval: Jiří Cihlář a Jarmila Hazuková (DEA Energetická agentura, s.r.o.), spolupráce Karel Bařinka (IURS, z.s.)

PŘÍPADOVÉ STUDIE PROJEKTU SUSREG ENERGETICKY UDRŽITELNÉ PLÁNOVÁNÍ V ÚZEMÍ (746.4 KiB)
Postavení obnovitelných zdrojů v Územní energetické koncepci kraje Vysočina (1.9 MiB)

Translated from the final SUSREG report, page 16, 17.

CZ case study: Případová studie kraje Vysočina – Integrace obnovitelných zdrojů energie z regionální perspektivy

BY ONDREJ NEMEC / JAROSLAV EMMER, ENERGY CONSULTANTS, ENERGETICKÁ AGENTURA VYSOČINY, CZECH REPUBLIC

Česká republika se skládá ze 14 krajů včetně kraje Vysočina. Vysočina se nachází uprostřed území České republiky. Kraj Vysočina je z hlediska kvality životního prostředí na vysoké úrovni a je jedním z nejčistších region v České republice. V kraji Vysočina je velmi rozšířeno využití systému dálkového zásobování teplem (SZT) nicméně největší podíl na výrobě energie v region má jaderná elektrárna Dukovany.

Kraj Vysocina1

Kraj Vysocina 2Cílem studie je integrace obnovitelných zdrojů energie do udržitelného vývoje územního plánování a do návrhů energetických konceptů pro kraj Vysočina. Nejdůležitější součástí integrace je osvěta a zvýšení povědomí o obnovitelných zdrojích energie a to především mezi regionálními autoritami a dalšími stakeholdery. To povede k zapojení obnovitelných zdrojů energie v regionu. Zástupci Krajského úřadu kraje Vysočina byli proškoleni v oblasti obnovitelných zdrojů energie. V rámci spolupráce EAV a kraje Vysočina byly zorganizovány dva semináře především pro zaměstnance Krajského úřadu, stavebních úřadů a urbanistů. Tento typ osvěty byl také proveden v několika veřejných budovách a to včetně základních škol. Na základě těchto aktivit byl udržitelný rozvoj obnovitelných zdrojů energie zapojen do návrhu aktualizace územní energetické koncepce kraje Vysočina. Pozitivní dopad a nárůst využití obnovitelných zdrojů vede v dalších letech je patrný z následujícího grafu.

Využití obnovitelných zdrojů a budoucí vývoj [TJ rok]

Postup:

Krok 1 – Vyhodnocení stávající situace využití obnovitelných zdrojů energie v kraji Vysočina.

Nezbytná data byla získána na základě seminářů a setkání se zástupci obcí, místními podnikateli a zástupci regionálních autorit. Další data byla získána z Českého statistického úřadu, Ministerstva průmyslu, Energetického regulačního úřadu a Ministerstva životního prostředí.

Krok 2 – Vytápění a příprava teplé vody v budovách v kraji Vysočina ve vztahu k obnovitelným zdrojům energie.

Největší překážkou využití obnovitelných zdrojů jsou pořizovací náklady, z tohoto důvodu jsou obnovitelné zdroje energie v České republice podporovány několika dotačními tituly. Ve veřejném sektoru jsou to dotace poskytované Ministerstvem životního prostředí prostřednictvím Operačního programu životní prostředí. V soukromém sektoru poskytují dotace Ministerstvo životního prostředí a Ministerstvo průmyslu. Pro rodinné domy je to program Nová zelená úsporám a pro podnikatele je to Operační program podnikání a inovace pro konkurenceschopnost.

Krok 3 – Elektřina v kraji Vysočina z obnovitelných zdrojů energie.

Výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů energie se masově rozšířila v letech 2009 – 2011, kdy byl silně dotován výkup energie z fotovoltaických článků. To způsobilo obrovský nárůst instalovaného výkonu fotovoltaických elektráren. Vzhledem k tomu, že podpora výkupních cen byla neúměrně vysoká, došlo k pravému opaku, kdy podpora výroby elektřiny pomocí fotovoltaických panelů byla silně zredukována. Výsledkem bylo zastavení rozvoje využití obnovitelných zdrojů energie. Současná situace vyžaduje obnovení investic do rozvoje využití obnovitelných zdrojů energie v kraji Vysočina a celé České republice. Tentokrát však udržitelným způsobem.

Obnovitelné zdroje energie

Obnovitelné zdroje energie – Technická řešení v kraji Vysočina

Systémy dálkového zásobování teplem využívají především energii biomasy pro vytápění a přípravu teplé vody. V rodinných domech je v kraji Vysočina také hojně využívána energie biomasy doplněná o solární panely pro ohřev vody. Postupně se také projevuje trend využití energie okolního prostředí prostřednictvím tepelných čerpadel. V podmínkách České republiky jsou to především tepelná čerpadla vzduch – voda.

Translated from the final SUSREG report, pages 14-15.

Case study Bronx quater in Brno completed

Aim of the case study
The aim of the study is to find the direction of potential development of the site in terms of renovation of existing buildings, construction of new buildings and way of energy needs cover in accordance with the principles of energy efficient and sustainable construction.
Emissions of carbon dioxide (or achieving a state that is known as ZERO-CARBON) was chosen as an indicator of sustainable development, in line with the European project, which is part of the study.

Scale of the study
As a pilot phase, part of the area known as Brno Bronx, has been selected. During this phase a  computer model was created and solutions were found. It is a very diverse, densely built-up urban area in the city. The location is suitable as a model case because it includes many ways of building usage and types of energy consumption.

Initial phase
IMAG0275  IMAG0269
In the initial phase of the study current energy consumption of area and its structures was calculated with regard to the building usage profiles – housing, administration, production, etc. The calculating process was not based on measured values​​, which are not suitable for this purpose, but the so-called typical usage of buildings.
Existing energy consumption is not exceptional in terms of energy performance where exists large dispersion from neglected, brick, not insulated buildings to nearly new building or building insulation after complete reconstruction. In the area there are no buildings that would have low energy or passive standard with premium thermal and technical characteristics and advanced technologies.
The area contains production buildings (bakeries), with significantly different pattern of consumption – high heat consumption in technology.
The area also includes a large historical building, which is used limited and it´s connected to project Creative Centre Brno.
The area is connected to system of district heating but coverage is not too high –app 27 % of total consumption. The boiler room or house local heaters to natural gas are most present.
The calculation of the initial phase also took into account the parameters of the district heating system – distribution losses, source production efficiency, etc. Sources of district heating predominantly burn natural gas, with a certain percentage covered from municipal waste incineration.

Results
A considerable reduction in energy consumption was achieved thanks to both structural measures such as building insulation and increasing the efficiency of energy production and distribution. As part of the study, specific measures were proposed leading to energy savings and expected benefits were calculated for individual consumption rates – heating, water heating, cooling, lighting, etc.
Possibilities for supplying the site with renewable energy sources with low or no carbon dioxide emissions were addressed. The primary preference was producing energy locally through renewable resources – solar collectors and panels were proposed for heating water and producing electricity. The possibilities for producing energy from renewable resources in the area are relatively limited.
03_Střechy_potenciál_solár

The solution chosen was connecting the remaining buildings to the district heating system, which in the future will allow for a greater volume of burning wood chips or straw and simultaneous combined production of electricity and heat.
A ZERO-CARBON state was achieved by offsetting the residual CO2 production in the heating plant sources via the electricity produced in co-generation. The result is a zero carbon balance for the area as a whole from the perspective of all energy needs (see accompanying graph).
CZ - NewsL jan - 01

Case Study – Vysocina Region

Afbeelding1
•Background, current situation
–The region needs to identify suitable renewable energy sources and energy saving projects in order to take the best adventage from the Structural Funds 2014-2020.
•Objectives
–Following concepts and plans are to be updated: territorial energy concept, plan of the regional development, territorial plan.
•Challenges and bottlenecks
–insufficient support from municipalities, lack of budget, unwillingnes to communicate and cooperate
 •Stakeholders:
– The Authority of the Vysočina Region includes 704 municipalities
Afbeelding2

Case study – City of Brno

r1901view KornerovaThe case study will support sustainable regeneration of the social impacted quarter “Bronx“ in Brno, the second largest city of Czech Republic. Brno has a development plan for this location already, but an energy efficiency concept of the location is missing. For this reason the new master plan in the SUSREG project will respect the following principles:

  • taking advantage of the site development potential and amenity values
  • support of the spatial and social regeneration, phase 1 and 2
  • energy saving on the site

Brno_Bronx area ortofoto_zakres2The plan will be prepared in a cooperation with the City of Brno authority, its administration and South Moravian Innovation Centre. Consultation with regional stakeholders will be also very important for this project. After finalization of the project, the plan could be used by the City of Brno authority as a supporting planning document. In the first phase of this project the authority of Brno specified the brownfield area of the former prison, where the Creative Centre Brno project is being developed. Regeneration of Bronx Locality is a Part of The Integrated Urban Development Plan (Integrovaný plán rozvoje města IPRM), which deals with territorial politics and serves as a tool for drawing financial resources from European funds. Brno is considering the preparation of an Integrated Regeneration Program for a submission to the next round of structural funding and it would like to have this study as supporting document. The technical drawings support and energy efficiency consulting of the Bronx location are planned as a subdelivery. The process of preparing the plan will answer following questions:

  • How to support the energy efficiency of the conceptual planning process?
  • How to engage stakeholders in the plan preparation?
  • How will the plan be attractive for local council?