Sivá energia

Sivá energia (iné názvy: viazaná primárna energia, zabudovaná primárna energia, viazaná energia, zabudovaná energia, kumulovaná spotreba energie, energia na produkt , nepresne: primárna energia, jazykovo nevhodne (bohemizmus): šedá energia
; po anglicky: embodied energy (EE), primary energy input (PEI), cumulated energy demand (CED), grey energy; po nemecky: Kumulierter Energieaufwand (KEA), Graue Energie) je množstvo energie spotrebovanej počas životného cyklu produktu (t. j. fyzického výrobku alebo služby) okrem samotného používania produktu, t. j. ide o energiu spotrebovanú pri ťažbe surovín, ich transformácii, výrobe, preprave, odbyte, údržbe a konečnej recyklácii produktu.

Sivá energia je teda energia skrytá, nepriama, na rozdiel od energie spojenej s používaním, ktorú spotrebiteľ pozná alebo môže ľahko poznať. Každá z vyššie uvedených etáp (ťažba atď.) vyžaduje energiu, či už ľudskú, živočíšnu, elektrickú, tepelnú alebo inú. Kumuláciou všetkej energie spotrebovanej v priebehu celého životného cyklu možno zmerať potrebu energie pripadajúcu na výrobok.

Poznanie sivej energie môže slúžiť ako návod alebo informovať pri voľbe nákupu, najmä s ohľadom na zníženie vplyvu na životné prostredie.

Definícia 
Sivá energia je súčet energie vynaloženej počas: 
navrhovania produktu;
ťažby a prepravy surovín;
spracovania surovín a výroby produktu;
odbytu (marketingu) produktu;
údržby, opravy, demontáže produktu počas jeho životného cyklu;
konci životnosti produktu, t. j. počas recyklácie, zničenia a likvidácie.

Príklady 
Priemerná spotreba energie francúzskeho občana by bola viditeľná iba do jednej štvrtiny: ide o spotrebu energie v klasickom zmysle slova. Zostávajúce tri štvrtiny by zodpovedali sivej energii, ktorú si bežný občan ani neuvedomuje. Podľa nemeckého spolkového štatistického úradu nemecká domácnosť priamo spotrebuje až okolo 40 % energie a 60 % sivej energie.

V rámci globalizácie sa ukázalo, že priemyselné štáty vyvážajú sivú energiu do málo industrializovaných štátov alebo takých, ktoré časom stratili celú časť svojho priemyslu. Takto sa Čína postupom času stala hlavným vývozcom sivej energie. V tejto súvislosti, aj keď emisie CO2 priamo nesúvisia so sivou energiou (vieme, že medzi nimi skutočne existuje silná korelácia), je príznačné, že podľa oficiálnych štatistík francúzskej vlády Francúzi emitujú osem ton CO2 ročne na osobu. Ak však vezmeme do úvahy emisie spojené s výrobou v zahraničí, emisie CO2 na francúzsku osobu na rok, sa zvýšia na dvanásť ton, čo je až o 50 % viac, ako sa predtým ukázalo. Horšie je, že ak ku emisiám CO2 na osobu a rok, vyprodukovaných vo Francúzsku, ktoré majú tendenciu klesať od roku 1990, pripočítame emisie spojené s ich produkciou v zahraničí, zistíme že sa francúzska spotreba od toho istého roku zvyšuje. Zjavný pokles spotreby energie je predovšetkým dôsledkom premiestnenia výroby výrobkov používaných vo Francúzsku.

Významné zníženie odpadu, ako navrhuje koncept „Zero Waste“, by bolo veľmi výhodné aj z hľadiska zníženia sivej energie. Jednoduché technológie tiež umožňujú zníženie sivej energie, pokročilé technológie, aké sa používajú napríklad na výrobu elektronických čipov, si naopak vyžadujú veľké množstvo energie.

Plánované zastarávanie produktov, to je vážny problém, ktorý je potrebné riešiť, aby sa znížil podiel sivej energie z celkovej spotreby energie. Priatelia Zeme odporúčajú predĺžiť trvanie právnej záruky z dvoch rokov (ako je to najčastejšie) na desať rokov. Z priemyselného hľadiska si možno vzhľadom na dobrú mieru návratnosti solárnej tepelnej energie predstaviť, že továrne, ktoré fungujú na slnečné teplo, budú v budúcnosti často využívané. Pre továrne nachádzajúce sa v oblastiach, kde je menej slnečného žiarenia, sa vyžaduje kogenerácia.

Jednotky 
Sivá energia sa vyjadruje v jouloch (a ich násobkoch: kilojoule (kJ), megajoule (MJ), gigajoule (GJ)), často vo vzťahu k jednotke hmotnosti (na kilogram vyrobeného materiálu) alebo plochy (meter štvorcový). Pre lepšiu predstavu sa používa aj kilowatthodina (kWh), ktorá sa rovná 3,6 MJ.

Sivá energia v stavebníctve 
Stavebný priemysel používa viac objemu (hmotnosť) materiálov ako ktorékoľvek iné odvetvie (USA).

Energiu spotrebovanú počas životného cyklu budovy možno rozdeliť na prevádzkovú energiu, sivú energiu a energiu potrebnú na vyradenie z prevádzky. Prevádzková energia sa vyžaduje na vykurovanie, chladenie, vetranie, osvetlenie, vybavenie a funkčnosť zariadenia. Energia na vyradenie z prevádzky je energia použitá na demoláciu / dekonštrukciu budovy a na dopravu zničeného / zhodnoteného materiálu na skládky / recyklačné centrá. Neobnoviteľná sivá energia je potrebná na počiatočnú výrobu budovy a jej údržbu po celú dobu životnosti. Zahŕňa energiu použitú na získanie, spracovanie a výrobu stavebných materiálov vrátane akejkoľvek dopravy súvisiacej s týmito činnosťami (nepriama energia); energia použitá na prepravu stavebných výrobkov na miesto a na výstavbu budovy (priama energia); a energia spotrebovaná na údržbu, opravu, obnovu, renováciu alebo výmenu materiálov, komponentov alebo systémov počas životnosti budovy (rekurentná energia). Budovy spotrebúvajú až 40% všetkej energie a prispievajú až 30% k ročným globálnym emisiám skleníkových plynov.

Ešte donedávna sa predpokladalo, že sivá energia je v porovnaní s prevádzkovou energiou nízka. Doteraz teda bolo vynaložené úsilie na zníženie prevádzkovej energie zlepšením energetickej účinnosti obvodového plášťa budovy. Výskum ukázal, že nie vždy to platí. Sivá energia môže zodpovedať energii potrebnej na niekoľko rokov prevádzky. Prevádzková spotreba energie závisí od užívateľa, zatiaľ čo sivá energia nezávisí od užívateľa - energia je zabudovaná do materiálov. Sivá energia sa spotrebuje iba raz (s výnimkou údržby a renovácie), zatiaľ čo prevádzková energia sa akumuluje v priebehu času a môže kolísať po celú dobu životnosti budovy. Austrálsky výskum CSIRO zistil, že priemerný dom obsahuje asi 1 000 GJ sivej energie (0,28 GWh) zapracovaných do materiálov použitých pri stavbe. Toto množstvo sivej energie sa rovná približne 15 rokom bežnej prevádzkovej spotreby energie. V prípade domu, ktorý vydrží 100 rokov, je to viac ako 10% energie použitej počas jeho životnosti.

Vnímanie zabudovanej energie v budove umožňuje zmerať dopad, ktorý má stavba na prírodné zdroje. Rôzne environmentálne združenia presadzujú napríklad väčšie využitie prírodných materiálov, ako je drevo, alebo surová zemina, podľa možností danej lokality. Sivá energia budov je taká vysoká, že združenia odporúčajú preorientovať politiku, ktorá spočíva v zbúraní zle tepelne izolovaných budov a následnú stavbu nových, na politiku zameranú viac na tepelnú obnovu už existujúcich budov. V štandardoch ako pasívny alebo nízkoenergetický dosiahla energetická hospodárnosť takú úroveň, že takmer vôbec nie je potrebná energia na vykurovanie alebo svetlo. Dôraz sa v tomto type bývania posúva smerom k sivej energii, čo predstavuje 25 až 50 rokov spotreby týchto budov.

Príklady obsahu sivej energie 
Kovy a syntetické materiály obsahujú veľa sivej energie. Taktiež aj produkty, ktoré pochádzajú zďaleka. Málo spracované a spotrebované v blízkosti miesta ich produkcie, sú materiáli ktoré obsahujú najmenej sivej energie.

V stavebníctve sa kvôli minimalizácii sivej energie rozhliadame po lokalite stavby a hľadáme rastlinné materiály (konope, drevo, slama, ľan, korok), zvieratá (ovčia vlna, kačacie perie) alebo minerály (surová zemina, kamene, štrk).

Nasledujúce materiály boli klasifikované v poradí podľa najmenej až po najviac obsahu sivej energie:
 Balíky slamy: 0,001 MWh / m3;
 Drevo: 0,1 až 0,6 MWh / m3;
 Pórobetón: 0,54 MWh / m3;
 Betónový blok: 0,7 MWh / m3;
 Expandovaný polystyrén: 0,3 až 0,85 MWh / m3;
 Plná tehla: 1,2 MWh / m3;
 Železobetón: 1,85 MWh / m3;
 Recyklovaná oceľ: 24 MWh / m3;
 Primárna oceľ: 52 MWh / m3;
 Meď 140 MWh / m3;
 Zinok  180 MWh / m3;
 Hliník 190 MWh / m3.
Tieto materiály však nie sú porovnateľné, pretože ich použitie a charakteristika sú odlišné.

Sivá energia rôznych materiálov 
Údaje z webovej stránky ecoconso.be23.

Kovy 
 oceľ: 60 MWh / m3;
 meď: 140 MWh / m3;
 zinok: 180 MWh / m3;
 hliník: 190 MWh / m3;

Potrubie 
 pieskovcové potrubie: 3,2 MWh / m3;
 potrubie z vláknitého cementu: 4 MWh / m3;
 PVC rúrka: 27 MWh / m3;
 oceľové potrubie: 60 MWh / m3;

Nosné steny 
 pórobetón (pórovitý): 200 kWh / m3;
 dutá vápenno-piesková tehla: 350 kWh / m3;
 terakotová tehla (voština): 450 kWh / m3;
 betón: 500 kWh / m3;
 vápenno-piesková obkladová tehla: 500 kWh / m3;
 dierovaná terakotová tehla: 700 kWh / m3;
 cementová tehla: 700 kWh / m3;
 plná hlinená tehla: 1 200 kWh / m3;
 železobetón: 1 850 kWh / m3;

Omietka 
 hlina alebo surová zemná omietka: 30 kWh / m3;
 vápenná omietka: 450 kWh / m3;
 omietka: 750 kWh / m3;
 cementová omietka: 1 100 kWh / m3;
 syntetický povlak: 3 300 kWh / m3;

Rám 
 drevo: 180 kWh / m3;
 lepené vrstvené drevo: 2 200 kWh / m3;

Ľahké priečky 
 kartónový sadrokartón: 850 kWh / m3;
 vláknitá sadrokartónová doska: 900 kWh / m3;
 drevotriesková doska: 2 200 kWh / m3;
 drevovláknitá doska (tvrdá): 3 800 kWh / m3;
 preglejka: 4 000 kWh / m3;

Tepelná izolácia 
 ľanové vlákna: 30 kWh / m3;
 konopné vlákna: 40 kWh / m3;
 drevná celulóza: 50 kWh / m3;
 ovčia vlna: 55 kWh / m3;
 minerálna vlna: 150 kWh / m3;
 perlit: 230 kWh / m3;
 sklenená vlna: 250 kWh / m3;
 keramzit: 300 kWh / m3;
 korková doska: 450 kWh / m3;
 expandovaný polystyrén: 450 kWh / m3;
 polyestery: 600 kWh / m3;
 extrudovaný polystyrén: 850 kWh / m3;
 polyuretánová pena: 1 000 až 1 200 kWh / m3;
 drevovláknitá doska (mäkká): 1 400 kWh / m3;
 pórovité sklo: 700 až 1 300 kWh / m3;

Strešná krytina 
 betónová škridla: 500 kWh / m3;
 ílová škridla: 1 400 kWh / m3;
 škridla z vláknitého cementu: 4 000 kWh / m3.

Referencie

Externé odkazy 
Embodied energy data and research at The University of Melbourne
Research on embodied energy at the University of Sydney, Australia
Australian Greenhouse Office, Department of the Environment and Heritage
University of Bath (UK), Inventory of Carbon & Energy (ICE) Material Inventory

Zdroj 

Ekonomika
Stavebníctvo
Ekológia
Energetika