Metodyka szacowania prognozowanego okresu zwrotu kosztów inwestycji przy docieplaniu budynków

Zapewnienie efektywności energetycznej projektowanych budynków jest ważnym zadaniem państwa, co znajduje odzwierciedlenie w dyrektywie EPBD [1] i najnowszych przepisach dotyczących oszczędności energii. Ważne jest również zmniejszenie zużycia energii w istniejących budynkach. Większość istniejących budynków wybudowano przed wprowadzeniem nowoczesnych programów oszczędzania energii.

Z tego powodu ilość energii zużywanej w tych budynkach jest znacznie wyższa niż w przypadku nowych budowli. Jednym z najbardziej skutecznych sposobów na zmniejszenie zużycia energii w istniejących budynkach jest pozyskiwanie sposobów oszczędności energii, w tym dzięki zastosowaniu wtórnych źródeł energii i energii odnawialnej. Oszczędność energii prowadzi do zmniejszenia jej zużycia, a co za tym idzie - do zmniejszenia kosztów eksploatacji (np. kosztów ogrzewania). Inwestycje kapitałowe w zakresie energooszczędności są kosztami jednorazowymi.

Dowiedz się: Ile kosztuje wzniesienie budynku jednorodzinnego w standardzie niskoenergetycznym?

Przy ocenie efektywności zainwestowanych środków często oblicza się wartość bieżącą netto, co oznacza zdyskontowaną wartość zwrotu w określonym czasie. W wielu przypadkach wykorzystuje się wartość prognozowanego okresu zwrotu inwestycji. Inwestor, który posiada pewne środki inwestycyjne, jest zainteresowany oszczędnością energii i chce dokonać efektywnej inwestycji.

W niniejszym artykule model obliczeniowy prognozowanego okresu zwrotu kosztów inwestycji rozpatrywano na przykładzie docieplenia ścian zewnętrznych budynku istniejącego. Założono, że:

S1 = K1 + E1 · T (1), S2 = K2 + E1 · T (2)

gdzie:

S₁, S₂ – łączne koszty kapitalizacji i eksploatacji 1 m² powierzchni ścian zewnętrznych;
K₁– koszt wzniesienia 1 m² ściany zewnętrznej (dla istniejącego budynku K₁=0);
K₂ – koszt docieplenia 1 m² ściany;
E₁ – koszty eksploatacji, z uwzględnieniem strat ciepła przez 1 m² ściany zewnętrznej przed dociepleniem [zł/m²·rok];
E₂ – koszty eksploatacji, z uwzględnieniem strat ciepła przez 1m² ściany po jej dociepleniu za okres sezonu grzewczego [zł/m²·rok];
T – czas [lata].

Warto nadmienić, że okres zwrotu obliczany według wzoru (6) nie uwzględnia:

• wzrostu taryfy energii cieplnej;
• odsetek od kredytu na docieplenie;
• dyskontów przyszłych przepływów pieniężnych, uzyskanych w wyniku docieplenia i zmniejszenia strat energii cieplnej na ogrzewanie.

W związku z tym obliczona za pomocą wzoru (6) wartość niezdyskontowanego okresu zwrotu inwestycji może być uznana jako wartość szacunkowa.

Jeżeli pieniądze na docieplenie pochodzą ze środków własnych inwestora, to nakłady inwestycyjne ΔK określa się według kosztorysu.

Warto zobaczyć: Analiza parametrów fizykalnych ścian zewnętrznych i ich złączy w aspekcie wymagań budownictwa niskoenergetycznego

Jeżeli inwestor posługuje się kredytem bankowym, to przy comiesięcznych ratach z płatności łączne wydatki na energooszczędność określa się według wzoru:

gdzie:

m – liczba okresów spłaty pożyczki (np. jeśli pożyczka zostanie zaciągnięta na rok, to m = 12, jeśli na dwa lata, to m = 24 itd.);
A – współczynnik raty;
ΔK – środki własne inwestora (inwestycje z wyłączeniem płatności kredytu).

Współczynnik raty A obliczany jest według wzoru:

gdzie:

p_kr - miesięczna stopa procentowa banku udzielającego kredytu wyrażona w setnych części na częstotliwość płatności (np. w przypadku 6% rocznej stopy procentowej i płatności miesięcznych kredytu (12 razy w roku): p_kr = 0,06/12 = 0,05);
m - liczba okresów spłaty pożyczki (np. jeśli pożyczka zaciągnięta zostanie na rok, to m = 12, jeśli na dwa lata, to m = 24 itd.).

Taryfy energetyczne zwiększają się corocznie. Oznacza to, że z każdym kolejnym rokiem (sezonem grzewczym) roczne oszczędności ΔE_i będą wzrastać.

Można założyć, że średnioroczny wzrost taryf energii cieplnej w jednostkach względnych wynosi r (np. przy średniorocznym wzroście taryfy o 10% r = 10%/100% = 0,1). Wtedy roczne oszczędności ΔE_n dla dowolnego roku n (pierwszy rok – n = 1, drugi – n = 2, trzeci – n = 3 itd.) uzyskane w wyniku docieplenia z uwzględnieniem wzrostu taryfy energii cieplnej określa się wzorem

ΔEn = ΔE · (1 + r)ⁿ (9)

Jeżeli korzysta się ze wzoru (9), należy brać pod uwagę, że zaoszczędzone w kolejnych latach środki muszą być obliczane z uwzględnieniem rzeczywistej (zdyskontowanej) wartości pieniądza po n latach, czyli przyszłe przepływy pieniężne (9) muszą zostać skorygowane przez współczynnik dyskonta k_d:

gdzie:

ΔE – różnica w stratach ciepła przez 1 m² ściany przed jej dociepleniem (E₁) i po dociepleniu (E₂);
r – średnioroczny wzrost taryf energii cieplnej;
i – stopa dyskontowa.

Wprowadzenie współczynnika k_d uzasadnia się tym, że pieniądze uzyskane dzisiaj mogą przynieść w przyszłości dochód, np. na skutek ich zainwestowania. Ponadto, pieniądze uzyskane w przyszłości w warunkach inflacji ulegają dewaluacji.

Przeczytaj: Mocowanie mechaniczne systemów ETICS

Istnieją również inne czynniki, które zmniejszają wartość przyszłych płatności.

Stopa dyskontowa jest również w dużej mierze uzależniona od warunków finansowania projektu i w każdym konkretnym przypadku może być inna.

Dla większości przypadków stopę dyskontową i zaleca się przyjmować równą głównej stopie kluczowej Banku Państwowego. Należy nadmienić, że przy wykorzystaniu na docieplenie kredytu bankowego ryzyko inwestycji uwzględniano w oprocentowaniu kredytu.

Wprowadza się wartość:

Biorąc pod uwagę wzory (10) i (11), łączne oszczędności za okres T można wyznaczyć z następującego równania:

Obie części równania (12) mnoży się przez q:

Po odjęciu od równania (13) równania (12) otrzymuje się:

skąd po porównaniu rozpatrywanego okresu n oraz czasu zwrotu inwestycji T (n = T) otrzymuje się:

Po podstawieniu wzoru (15) do równania charakteryzującego opłacalność docieplenia:

otrzymuje się:

Okres opłacalności inwestycji z równania (17):

gdzie całkowite koszty inwestycji DK˜ z uwzględnieniem kredytu bankowego należy obliczyć według wzoru (7).

Roczne oszczędności pieniędzy uzyskane w wyniku realizacji docieplenia należy sprawdzać na podstawie urządzeń pomiarowych dla rzeczywistego zużycia energii po kilku latach eksploatacji.

Roczne oszczędności ΔE [zł/m²] osiągane w wyniku docieplenia budynku mogą być obliczone według wzoru [2]:

gdzie:

U₁ – współczynnik przenikania ciepła ścian zewnętrznych budynku przed dociepleniem [W/(m²·K)];
U₂ – współczynnik przenikania ciepła ścian zewnętrznych budynku po wykonaniu docieplenia [W/(m²·K)];
HDD – stopień doby sezonu grzewczego [°K∙doba];0,024, 1163 – współczynniki przeliczeniowe;
c_en – koszt energii cieplnej za ogrzewanie dla konkretnej miejscowości [zł/Gcal].

Wzór (19) może być stosowany w przypadku wykonania docieplenia i jednoczesnego montażu zautomatyzowanego urządzenia cieplnego regulującego parametry nośnika ciepła na wejściu do budynku. W przeciwnym razie docieplenie budynku może jedynie doprowadzić do wzrostu temperatury wewnętrznej w eksploatowanych pomieszczeniach bez zapewnienia oczekiwanej oszczędności energii, tzn. rzeczywista redukcja kosztów eksploatacji ∆E może być mniejsza niż wartości prognozowane.

Faktyczna redukcja kosztów eksploatacji może być ustalona na podstawie rzeczywistej ilości zużytej energii, mierzonej przed dociepleniem i po dociepleniu.

Ze wzoru (19) wynika również, że w zależności od strefy klimatycznej (HDD) okres zwrotu inwestycji zależy od wielkości kosztów energii cieplnej c_T i dynamiki jej zmian w czasie, czyli wzrostu taryfy na energię cieplną.

Wzór (18) pozwala na obliczenie okresu zwrotu T inwestycji na docieplenie z uwzględnieniem sumarycznych wydatków, płatności za kredyt (p_κr), wzrostu taryf za energię cieplną (r), stopy dyskontowej (i) osiągniętej kosztem oszczędności środków z uwagi na docieplenie.

Warto nadmienić, że wzór (18) zawiera wiele parametrów zmiennych w czasie, np. dynamikę wzrostu taryf energii cieplnej (wyrażoną przez parametr r), stopę dyskontową (i), których zmiana w przyszłości jest trudna do przewidzenia.

Zobacz też: Projektowanie przegród zewnętrznych - stan prawny na 2016 r.

Czynnikami wpływającymi korzystnie na zmniejszenie okresu zwrotu inwestycji w energooszczędność przez docieplenie budynku są dynamika wzrostu taryf energii cieplnej (r), obniżenie stopy oprocentowania kredytu bankowego (pκr), zwiększenie potencjału energooszczędnościowego (∆E) oraz zmniejszenie inwestycji początkowej (ΔK).

Najbardziej istotnym i obiektywnym czynnikiem, wpływającym [według wzoru (18)] na obniżenie prognozowanego okresu zwrotu inwestycji jest różnica (r–i) między względnym rocznym wzrostem taryf i parametrem odzwierciedlającym dyskontowanie przyszłych przepływów (strumieni) pieniężnych (inflacja, ryzyko, inwestycje alternatywne i in.).

W przypadku korzystania z pożyczonych środków obiektywnym czynnikiem wpływającym na okres zwrotu z inwestycji w docieplenie są odsetki stopy kredytu bankowego (p_κr).

Z tego powodu w wielu krajach UE zapewnia się dotacje mające na celu poprawę energetyczną budynków, np. w Niemczech istnieje program rządowy pt. "Rekonstrukcja energooszczędnościowa", którego celem jest osiągnięcie poziomu oszczędności energii Effizienzhaus 100 i Effizienzhaus 85.

Podobnie rzecz się już ma w Polsce. W ramach Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej można pozyskać dofinansowanie na ocieplenie oraz termomodernizację budynków już istniejących.

Literatura

1. Dyrektywa 2002/91/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16 grudnia 2002 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (Dz.Urz. UE L 1 z 04.01.2003 s. 65).
2. A.S. Gorszkov, "Systemy inżynieryjne. Wytyczne projektowania, budownictwa i rekonstrukcji budynków z niskim zużyciem energii", Wydawnictwo Państwowego Uniwersytetu Politechnicznego w Sankt Petersburgu, Sankt Petersburg 2013.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!