Dekarbonizacja budynków

I.  Bilans otwarcia 2022 – New York is a Women.

Nowy Jork, miasto, które nigdy nie śpi, nie przestaje inspirować. Suzan Vega z zauroczenia tym miejscem wyśpiewała jedną z najbardziej „ciepłych i karmelowych piosenek” o znamiennym tytule „New York is a Women”. Miasto Woodego Allen’a to nie tylko Piąta Aleja i Brodway to właściwie konglomerat, swego rodzaju symbioza, mniejszych i większych społeczności. Sama dzielnica Brooklynu byłaby czwartym co do wielkości miastem w Stanach Zjednoczonych. Queens zajęłaby również czwarte miejsce jeśli rozważyć ją jako oddzielny byt. W Nowym Jorku znajduje się ponad milion budynków, wiele z nich skupionych na wyspie Manhattan. Biorąc pod uwagę, że ogólnie na świecie budynki generują prawie 40% rocznej globalnej emisji CO2 daje do myślenia jak wiele można osiągnąć w miejskich, regionalnych czy krajowych strategiach dekarbonizacji i osiągania zrównoważonych celów jeśli poświęcić odpowiednią uwagę i skupienie na nieruchomościach. Z tej całkowitej emisji CO2 aż 28% rocznie przypada na eksploatację, a dodatkowe 11% na materiały budowlane i konstrukcję. Wyzwanie, na pierwszy rzut oka,  ogromne i w dodatku czasochłonne ale  w samym Nowym Jorku stoi namacalny dowód, że dla chcącego nic trudnego. Niezaprzeczalna ikona miasta, budynek Empire Sate,  już w 2011 roku uzyskał złotą certyfikację LEED. Uruchomiony program pokazał dobitnie, że kiedy mówimy o zielonych budynkach to na myśli nie musimy mieć tylko nowych inwestycji. Historyczna megabudowla przeprowadzoną modernizacją nie tylko uzyskała certyfikacją ale przede wszystkim ograniczyła emisję CO2 o 105 000 ton w ciągu 15 lat. 

Przewiduje się, że do 2060 roku powierzchnia użytkowa budynków na świecie podwoi się oraz, że około 2/3 powierzchni budynków istniejących obecnie na świecie będzie nadal istniało w 2040 roku.  Gdyby te dane miał zwizualizować Taylor Baldwin musiałby stworzyć oprogramowanie, które byłoby zdolne przedstawić trend w skali hiper niewyobrażalnej (aczkolwiek dziejącej się tu i teraz) – po prostu oznacza to dodawanie do światowych zasobów budowalnych 230 miliardów m2 nowej powierzchni użytkowej, które jest równoważne dodawaniu co miesiąc, przez 40 lat, całego Nowego Jorku – pamiętając jednocześnie o statystyce, że budynki to globalnie 40% emisji CO2 (operacje/utrzymanie + konstrukcja/budowa). Zatem chcąc spełnić założenia Porozumienie Paryskiego (1.5 stopnia C) poprzez osiągnięcie zerowej emisji z budynków do roku 2050, będzie wymagało to od nas niekonwencjonalnych metod oraz innowacji w obszarze przyspieszenia tempa modernizacji termicznej budynków, zwiększenie ich efektywności energetycznej, eliminacja paliw kopalnych używanych w ich utrzymaniu i konstruowaniu oraz użyciu 100% energii odnawialnej w całym łańcuchu wartości tego obszaru. Dzisiaj żyjemy na skraju epoki proroków, która bardzo klarownie zdefiniowała długoterminowe cele, a potrzebą zrozumienia pilności akcji do wykonania, która oczekuje od nas przedsięwzięcia krótkoterminowych celów. Czas na PDCA – plan, do, check, act – gdzie w każdej fazie osadzenie celów EGS staję się nie tylko odwagą właścicieli, rady nadzorczej czy interesariuszy firmy ale przede wszystkim kulturą samej organizacji. ESG jest jedyną platformą dającą połączenie długo i krótkoterminowych celów bez realizacji których każdy CFO może w konsekwencji oczekiwać tylko wzrostu kosztu pieniądza. 

Redukcja emisji CO2 w zakresie operacji/utrzymania oraz w zakresie konstrukcji/budowy to dwie osobne bajki. W ramach tej pierwszej sprawa wydaje się możliwa do szybszej i sprawniejszej reakcji bo emisję operacyjną można ograniczyć poprzez elektryfikację i digitalizację budynku dokładając do tego wykorzystanie energii odnawialnej. Sprawa ma się ciut gorzej w ramach węgla wbudowanego, czy też wcielonego (tej emisji CO2, która powstała w wyniku procesów produkcyjnych materiałów budowalnych oraz w ramach samego procesu konstruowania budynku). Osiągnięcie zerowej emisji węgla wcielonego będzie wymagało przyjęcia następujących zasad: a) stosowania materiałów pochodzących z recyklingu oraz projektowania z myślą o rozbiórce b) stosowania materiałów o niskiej lub zerowej emisji dwutlenku węgla c) sekwestracji, w tym projektowania miejsc pochłaniania dwutlenku węgla i stosowania materiałów pochłaniających dwutlenek węgla. Wymienione podstawowe pryncypia obowiązują w całym aspekcie cyklu życia, włączając dodatkowo elementy edukacji, świadomości systemy nie tylko budowlanego ale innych współtworzących, którymi są digitalizacja oraz elektryfikacja. Dzisiaj odpowiedzialność i reguły rozszerzają się na cały łańcuch dostaw, partnerów, których wspólnym framworkiem jest ESG. 

Tylko w 2021 roku globalne inwestycje w efektywność energetyczną w sektorze budynków wzrosły o ponad 11% (185mld USD). Fakt, że tempo wzrostu inwestycji w efektywność energetyczną przekracza 3% r.r. po raz pierwszy do sześciu lat  jest sygnałem nadziei i wiary w lepsze jutro. Efektywność energetyczna poprzez elektryfikację i digitalizację może pokryć 70% wymaganej redukcji emisji związanych z budynkami do roku 2050, a w dalszej kolejności energia słoneczna, bioenergia oraz zmiana zachowań mieszkańców i najemców przestrzeni. To ostatnie musi być rozłożone na lata, co w przypadku urbanizacji oznacza zdolność biznesu określanego przez Future Institute jako „forsight news from the future” oraz silną edukację przyszłych pokoleń. Efektywność energetyczna musi wspierać dekarbonizację, a wskaźniki renowacji muszą wzrosnąć. Zapotrzebowanie na energię w budynkach na metr kwadratowy musi spaść o 45% do 2030 roku, czyli pięciokrotnie szybciej w skali roku niż w ostatnich latach. „Certyfikaty budowlane odgrywają kluczową rolę, zwłaszcza w regionach, w których nie ma (jeszcze) obowiązkowych kodeksów energetycznych budynków. Podczas gdy wykorzystanie zielonych budynków  w 2020 r. wzrosło o 13,9 procent w porównaniu do 2019 r., kraje powinny rozważyć stosowanie certyfikacji  dla wszystkich rodzajów budynków (mieszkalnych i publicznych) w celu wprowadzenia ulepszeń w projektowaniu i realizacji oraz w celu wsparcia odblokowania inwestycji na rzecz obniżenia emisyjności budynków.”

Raport IEA szacuje, że liczba domów ogrzewanych energią elektryczną wzrośnie z obecnych niemal 20 procent do 35 procent w 2030 roku i około 55 procent w 2050 roku, a pozostała część będzie ogrzewana ciepłem komunalnym, energią słoneczną i biomasą. Scenariusz ten kreuje wizję trendu zmiany zaopatrzenia w energię do ogrzewania pomieszczeń w budynkach – wszystkie kotły węglowe i olejowe zostaną wycofane z ogrzewania gospodarstw domowych, a udział domów ogrzewanych gazem zmiennym spadnie z obecnych prawie 30 procent do mniej niż 0,5 procenta w 2050. W tym samym czasie rośnie znacząco udział domów korzystających z energii elektrycznej w ogrzewaniu. IEA nakreśliła szereg elementów i ścieżek prowadzących do zerowej emisji netto do 2050: krótkoterminowa ścieżka poprawy energochłonności (digitalizacja i AI), radykalne zwiększenie liczby pomp ciepła i systemów słonecznej energii cieplnej, zastosowanie diod LED w 100 procentach oświetlenia do roku 2030, zwiększenie efektywności urządzeń tak, aby zużycie energii było o 25 procent niższe do roku 2030, znaczy wzrost produkcji fotowoltaicznej. No i w końcu ambitny cel aby do roku 2030 wszystkie nowe budynki były gotowe do osiągnięcia zerowej emisji CO2. W praktyce oznacza to zastosowanie technologii cyfrowych Bigdata, AI, VR od przygotowania się do decyzji o zakupie działek pod projekty oraz łączenie ich w atrakcyjne portfolio, przez optymalizacje samego projektowania i wykonania, wspierając podejmowanie decyzji i rekomendacje na każdym kroku procesu. 

II W krótkoterminowej ścieżce poprawy energochłonność może pomóc tylko BAS, Cloud and ESG.

W komercyjnych budynkach najbardziej energochłonne procesy to: 33% ogrzewanie powierzchni, 16% oświetlenie, 12% ogrzewanie wody, 7% chłodzenie.

W relacji właściciel budynku a najemca (bądź zarządca) powierzchni mamy ukryty pewnego rodzaju paradoks, bo to najemca płaci rachunki elektryczne ale właściciel jest odpowiedzialny za usprawnianie energochłonnych procesów. W takim układzie najemcy potencjalnie mogą stać się beneficjentami działań na rzecz efektywności energetycznej dzięki niższym rachunkom za media, ale to właściciele muszą chcieć ponieść koszty wdrożeń takich projektów. W prawdziwym świecie, jeśli właściciel nie płaci rachunku, wówczas ma ograniczone motywacje do poprawy charakterystyki energetycznej swoich budynków. Jedyny realny wpływ na dostarczanie odpowiednich bodźców do zmiany pozostaje ich samoświadomość celów ESG i odpowiedzialności za środowisko naturalne bądź świadomy inwestor wymagający wysokich standardów w zakresie celów zrównoważonego rozwoju. Realizacja ich może nastąpić poprzez myślenie systemowe, świadome łączenie różnych światów poprzez UX i KPI chociażby poprzez wykorzystanie podejścia Planet Centric Design. 

Na szczęście najemca(zarządca) nie pozostaje sam na polu możliwości krótkoterminowej poprawy efektywności energetycznej. Dostaje w swoje ręce systemy automatyki budynkowej, które powinny stanowić serce zarządzania energią i infrastrukturą w budynku dzięki autonomicznym mechanizmom sterowania operacyjnego urządzeń peryferyjnych (chociażby takie jak zmiana prędkości obrotowej silnika pomy czy klimatyzacji, skrócenie czasu pracy urządzeń i wyłączanie świateł, aby lepiej dopasować je do zajętości budynku i jego potrzeb w ciągu dnia). Działania te mogą przynieść oszczędności energii i redukcję emisji gazów cieplarnianych. BAS (building automation system) stanowią połączenie czujników, siłowników, kontrolerów i sieci energetycznej i Internetu. Najnowocześniejsze systemy BAS monitorują i sterują sprzętem poprzez analizę danych i nowoczesnych modeli predykcji i sterowania w usługach chmurowych. W ostatnich latach dzięki IoT oraz zaawansowanym czujnikom bezprzewodowym oraz komunikacji machine-2-machine systemy BAS sprawnie i szybko wchodzą w obszar średnich i małych budynków komercyjnych obalając mit, że tylko duże budynki komercyjne, gdzie zużycie energii wzrasta wraz z ilością m2 zapewnia odpowiedni zwrot z inwestycji. Digitalizacja pozwala na pokrycie wielu energochłonnych urządzeń w budynkach znajdujących się w niedostępnych miejscach, takich jak dachy, sufity lub piwnice. Zapewnia szybszy i tańszy system instalacji eliminując pracochłonny i kosztowny proces okablowania.  Dzisiaj zastosowana w BAS analityka w chmurze umożliwia pojedynczej osobie zdalne sterowanie i zarządzanie wyposażeniem budynku oraz całego osiedla. Automatyczne monitorowanie i prowadzenie ewidencji dzięki ciągłemu rejestrowaniu danych IoT może zapewnić pełną rentowność inwestycji, szybkie komunikowanie i naprawianie problemów, a w rezultacie lepszą satysfakcję klienta. Nie wspominając o możliwościach kreowania nowych modeli biznesowych (na przykład wprowadzenie usług sprzątania opartych na danych rzeczywistych o intensywności użycia przestrzeni). W takim podejściu każdy ma motywacje do inwestycji – dla CFO budynek staje się optymalniejszy kosztowo, dla employer brandingu wspiera użytkowników (certyfikacje well-being) a dla inwestora staje się atrakcyjną inwestycją. Swoje korzyści również wyciąga również zarządca obniżając ryzyka związane z niewynajęciem przestrzeni. 

W relacji właściciel-zarządca-najemca pomocne stają się aplikacje mobilne dla dzierżawców połączone z BAS, chmurą oraz cyfrowym budynkiem. Powstaje  ekosystem, który w sposób kompleksowy spełnia wymagania użytkownika zarówno tego, który zarządza nieruchomościami, jaki i tego, który na co dzień z nieruchomości korzysta. Uruchamia się potencjał wdrożenia procesów dotąd w „analogowym” budynku niemożliwych do zrealizowania: transparentność danych dotyczących energochłonności przestrzeni, kosztu utraconych wartości. Nie wspominając o pragmatycznych modułach różnorakich aplikacji mobilnych pokrywających autonomiczne rozwiązania z obszarów automatycznych przeglądów, certyfikacji czy też raportowania usterek i ich napraw. Wachlarz możliwości jest nieograniczony dzięki zcyfryzowanemu budynkowi  - pojawiają się wydajne moduły rezerwacji przestrzeni wspólnej, międzysąsiedzka platforma komunikacji i sterowania wspólnym dobrem.

                Pozostaje jeszcze kwestia czy warto modernizować fizycznie budynek i starać się osiągnąć cele stawiane przez wytyczne poprawy efektywności energetycznej budynków. Wydaj się, że nie zawsze jest to najlepsza droga. Średnia inwestycja modernizacyjna wynosi 1-5 mUSD w okresie ponad 18 miesięcy. Historia i statystyki pokazują, że uzysk waha się w przedziale 20-25%. To znaczące ale istnieje jeszcze jedno ryzyko – trzeba znaleźć odpowiednią załogę do wykonani zadania, co nie jest zawsze oczywiste. Na drugim biegunie możliwości mamy BAS i chmurę z możliwością uruchomienia systemu z algorytmami AI (np. ). Rozwiązania takie to inwestycja w 3h instalacji odpowiedniego oprogramowania, które ma wbudowane mechanizmy samo konfigurowalności, odkrywania danych i ich autonomicznej akwizycji. Po mniej więcej 4 miesiącach nauki i trenowania modeli w aplikacji uzyskujemy oszczędności na poziomie 20-25%. Odpowiedź nasuwa się sama.

III ESG jest głównym motywatorem zmian.

ESG oznacza środowisko, społeczeństwo i zarządzanie.

Kwiecień to miesiąc aktywności związanych z „Dniem Ziemi. Przypomina nam się wówczas, że środowisko jest jedną z najważniejszych rzeczy, które musimy chronić, jeśli chcemy dalej żyć i rozwijać się na tej planecie. Paradoksalnie planeta sobie poradzi, to my możemy mieć kłopot, tak jak kiedyś dinozaury. Dysponujemy technologiami potrzebnymi do zwiększenia efektywności wykorzystania energii i zasobów oraz ograniczenia emisji. Jednak to ludzie robią różnicę, opracowując i wdrażając je na dużą skalę.  Znaczącą rolę w tym, czy i jak inwestujemy w naszą planetę pełnią firmy i jej postrzeganie odpowiedzialności za środowisko, społeczeństwo i regulacje. Poważne i profesjonalne podeście do ESG może przynieść znaczącą wartość akcjonariuszom, inwestorom i klientom skupiając się na elementach jak: zmiana klimatu, degradacja ziemi czy gospodarka w obiegu zamkniętym (literka E). Litera „S” w ESG odnosi się do interakcji firmy z jej pracownikami, a także do środowiska społecznego i politycznego, w którym działa. „G” oznacza zrozumienie ryzyka i szans związanych z zarządzaniem. Dobre dane są wymagane do skutecznego ładu korporacyjnego i właśnie tam inteligentna technologia może zapewnić firmom dostęp do danych na wiele różnych tematów

PropTech odgrywa ogromną rolę, jeśli chodzi o ESG. Inteligentne technologie mają potencjał, aby nie tylko ułatwić gromadzenie danych ESG i raportowanie, ale także ogólnie poprawić wydajność ESG. Jednym ze sposobów zastosowania rozwiązania PropTech w celu zmniejszenia wpływu na środowisko jest wykorzystanie oprogramowania do zarządzania obiektami i konserwacją. Big Data może przyspieszyć podejmowanie decyzji, zwiększyć satysfakcję najemców i rozwiązywać problemy zanim się pojawią. Rozwiązania PropTech może przyczynić się do znaczącej poprawy jakości raportowania postępu celów ESG danej organizacji realizując idę „benefIT-profIT” - technologia i cyfryzacja są „enablerem” i partnerem w rozwoju i generowaniu natychmiastowej bezpośredniej wartości.

IV Oczekiwany efekt końcowy – „Mission To Zero”.

Zdanie „Misson To Zero” to nie tylko slogan jeśli połączy się go z odpowiedzialnym patrzeniem na świat poprzez pryzmat celi ESG i możliwości jakie daje dekarbonizacja nieruchomości poprzez elektryfikację i cyfryzację budynków. Nowy manifest „Smart City” powinien bazować na zrównoważonym rozwoju włączającym pragmatyczne rozwiązania z obszaru chmury, IoT, AI i BAS. Wdrożenie odświeżonego manifestu „Smart City” powinno skutkować w długoterminowych, trwałych i stabilnych zmianach w:

·         Przyjętych narzędziach, systemach i standardach dotyczących charakterystyki energetycznej, umożliwiających ocenę, monitorowanie, zarządzanie energią i usprawnienie działań w tym obszarze.

·         Stymulowanie popytu na urządzenia, materiały i procesy energooszczędne. Dalsze opracowanie, egzekwowanie i wzmocnienie minimalnych wymagań dotyczących charakterystyki energetycznej, nadanie priorytetu efektywności energetycznej w zamówieniach publicznych.

·         Opracowanie jasnych ram regulacyjnych, zapewnienie odpowiednich zachęty finansowych przyspieszających chęć i możliwość dostępu do czystej elektryczności.

„Mission to Zero” osiągniemy tylko przez naturalne zachowanie wypracowane od dziecka dzięki wprowadzeniu filozofii działania bazujące na wprowadzaniu „mikro korekty w kierunku makro zmiany”. A ta z kolei musi być wspierana technologią, która pozwoli zrozumieć człowieka i zachęci go do pożądanych zachowań.

Bibliografia

Przykład siły i potęgi cyfrowego bliźniaka przestrzeni miejskiej oraz moc otwartych danych generowanych przez miasto, jego społeczności oraz infrastruktury.

Inżynier oprogramowania – Taylor Baldwin – dzięki udostępnianych publicznie Big Data Nowego Jorku, był w stanie stworzyć atrakcyjnie wizualne oraz pouczające mapy miejskich procesów, zjawisk oraz nawyków mieszkańców.

Citi Bike Commute – Wszystkie przejazdy Citi Bike New Yoork z jednego dnia wizualizowane w WebGL.

All the Buildings in Manhattan - Interaktywna wizualizacja 3D wszystkich budynków na Manhattanie.