La consultazione sullo Standard Future Homes ha proposto che un nuovo requisito basato sull'uso dell'Energia Primaria venga introdotto nei prossimi regolamenti edilizi. In questo articolo esaminiamo come potrebbe essere calcolato l'uso dell'Energia Primaria di un'abitazione e cosa sia equo o desiderabile per il solare.
L'Energia Primaria è l'energia presente in natura che non ha subito un processo di trasformazione artificiale (prodotto dall'uomo). L'elettricità generata da gas, petrolio, carbone, nucleare o biomassa è energia secondaria – il combustibile originale trovato in natura è stato estratto, trasportato e convertito in elettricità. Durante l'intero processo, l'energia viene utilizzata o persa. Pertanto, per fornire un'unità di elettricità alla vostra casa, viene consumato un numero maggiore di unità di energia primaria.
In un precedente blog ho spiegato il concetto di Energia Primaria e Fattori di Energia Primaria, vedi Cos'è l'Energia Primaria.
Il Fattore di Energia Primaria (FEP) è una misura di quante unità di energia primaria sono necessarie per far arrivare l'unità di energia finale alla vostra casa.
Così, ad esempio, in SAP 10.1 (il metodo di calcolo provvisorio per i prossimi regolamenti edilizi) l'energia primaria del gas naturale dalla rete del gas è indicata come 1,13, il che significa che per ogni kWh di gas consegnato alla vostra casa, è necessario estrarre dal sottosuolo gas con un contenuto energetico di 1,13 kWh. Questa cifra è una media ponderata del FEP per tutte le diverse fonti di gas naturale che compongono l'approvvigionamento del Regno Unito – ad esempio gas estratto da pozzi nel Mare del Nord, Russia, USA e Qatar.
Energia Primaria dell'Elettricità
L'elettricità è ancora più complessa.
Il mix di generazione include centrali elettriche che utilizzano gas, petrolio, carbone, plutonio e legno come materia prima, ognuna con diversi Fattori di Energia Primaria una volta convertita in una centrale termica e trasmessa attraverso la rete di distribuzione elettrica alla vostra unità utente.
Oltre a queste fonti di elettricità generate termicamente, si possono aggiungere energie rinnovabili a conversione diretta come le turbine eoliche e i pannelli solari fotovoltaici. La convenzione è che, poiché l'energia naturale che convertono è illimitata, il FEP per l'energia generata in questo modo è 1,0 al punto di generazione.
Quindi, il mix di generazione elettrica si traduce in un Fattore di Energia Primaria medio che dipende dai tipi di generazione elettrica in uso in qualsiasi momento. SAP 10.1 formula ipotesi su come sarà il parco di generazione elettrica del Regno Unito nel 2020-25 e stima quale sarà la combinazione media in ogni mese dell'anno. La cifra media annuale per l'elettricità di rete al punto di utilizzo è un FEP di 1,51.
Una casa dotata di pannelli solari fotovoltaici genererà elettricità solare. A volte l'elettricità solare supererà l'uso di elettricità della casa e l'elettricità tornerà sulla rete di distribuzione dove altri edifici la utilizzeranno, il cosiddetto export.
Sempre più spesso, le case con solare sono dotate anche di altre tecnologie che consentono all'edificio di trattenere una maggiore quantità di elettricità generata dal solare e di minimizzare la quantità esportata in rete. I dispositivi includono deviatori di potenza fotovoltaica che inviano la generazione in eccesso a uno scaldabagno a immersione per riscaldare l'acqua in un accumulatore, sistemi di accumulo a batteria per conservare l'elettricità generata durante il giorno per l'uso serale e caricabatterie intelligenti per auto che ottimizzano la ricarica dell'auto per utilizzare al massimo l'energia rinnovabile autoprodotta.
Di queste tre tecnologie, SAP 10.1 include disposizioni per i deviatori fotovoltaici e l'accumulo a batteria, ma non riconosce un credito quando entrambi sono utilizzati nella stessa casa.
L'Uso di Energia Primaria di un'Abitazione
L'Energia Primaria utilizzata da una casa è calcolata sommando il totale dei diversi tipi di energia utilizzati dalla casa, ciascuno moltiplicato per il Fattore di Energia Primaria (FEP) per quel tipo di energia.
Consumo di Energia Primaria e Solare
I regolamenti edilizi si concentrano giustamente sull'uso netto di Energia Primaria durante l'anno – che tiene conto sia dei flussi di energia in entrata che in uscita dall'edificio e consente la generazione di energia nell'edificio. Poiché il sistema fotovoltaico solare fa parte dell'edificio, i flussi di energia solare che attraversano il confine consistono solo nella generazione solare esportata in rete. (Vedi immagine)
L'energia solare generata dall'edificio e utilizzata nell'edificio riduce l'elettricità necessaria all'edificio. Quindi il primo beneficio dell'installazione di un sistema solare su una casa per l'Energia Primaria netta utilizzata è l'energia solare mantenuta nell'edificio moltiplicata per il Fattore di Energia Primaria dell'uso di elettricità che è stato evitato – il FEP dell'elettricità di rete.
Il secondo beneficio di un sistema solare su una casa è che l'energia solare esportata dalla casa è un flusso di energia negativo e dovrebbe ridurre l'uso netto di Energia Primaria della casa. Il governo ha suggerito nella consultazione che il FEP per questa elettricità esportata dovrebbe essere 0,51.
Perché non un PEF di 1,0? Questo è il fattore di energia primaria per l'elettricità generata dal solare nel punto di generazione (prima delle perdite di trasmissione). Una richiesta al team responsabile di SAP ha ricevuto questa spiegazione:
Poiché l'elettricità di rete ha un PEF di 1,51 e l'elettricità solare ha un PEF di 1,0, il beneficio netto dell'elettricità esportata è 1,51 – 1,0 = 0,51 per unità di elettricità esportata.
In effetti, ciò che stanno dicendo è che questa unità di elettricità generata dal solare con PEF 1,0 fluisce in un edificio vicino e impedisce a quell'edificio di utilizzare elettricità dal mix di generazione della rete con PEF 1,51, quindi il beneficio netto (per la rete) dell'elettricità esportata è 0,51
Riconosco una logica in questo, ma nel complesso ritengo che l'energia primaria netta dell'edificio possa e debba considerare l'edificio e non la rete – ciò significa che i flussi di energia che attraversano il confine dell'edificio sono quelli che contano. A differenza delle emissioni di carbonio, dove non è possibile applicare un risparmio di carbonio all'elettricità esportata senza considerare le emissioni di carbonio evitate dove tale energia viene utilizzata, l'energia primaria per l'energia solare ha un valore concordato per il PEF, e tale valore è 1,0.
Il fotovoltaico connesso alla rete immette energia nella rete a 1,0, perché la microgenerazione dovrebbe essere trattata in modo diverso?
Il governo è intenzionato a promuovere l'adozione di tecnologie intelligenti come deviatori fotovoltaici, serbatoi di acqua calda intelligenti e sistemi di accumulo a batteria, e lo è anche l'industria solare.
Un PEF inferiore per l'energia solare esportata non crea un incentivo più forte per l'adozione di queste tecnologie nelle nuove costruzioni? Sicuramente, più basso è il PEF dell'elettricità esportata, maggiore è il valore dell'installazione di apparecchiature per utilizzare l'elettricità solare nell'edificio?
La risposta a questa domanda è sì, ma solo fino a un certo punto. Se il calcolo è impostato in modo tale che il solare inizi a sembrare meno attraente come tecnologia per soddisfare i regolamenti edilizi, i costruttori potrebbero non usarlo affatto, e quindi non ci sarà alcun incentivo ad aggiungere tecnologie intelligenti che aumentano l'utilizzo dell'energia solare.
Assegnare un PEF di 1,0 all'energia solare esportata crea comunque un incentivo all'uso di tecnologie intelligenti, ma senza diminuire in modo così significativo i benefici del fotovoltaico. Inoltre, ci saranno nuovi criteri di accessibilità economica nei regolamenti edilizi e questo creerà un incentivo a mantenere l'energia nell'edificio (risparmiando 16p/unità) piuttosto che esportarla (rendendo solo 5p/unità).
BRE e DCLG dovrebbero riconsiderare la logica alla base del trattamento del fotovoltaico nel calcolo dell'energia primaria netta nei regolamenti edilizi, poiché l'approccio in consultazione rischia di sottostimare ingiustamente i benefici dell'elettricità solare.
Questo blog è stato pubblicato per la prima volta su Solar Blogger qui