S rozvojem moderních technologií se výrazně rozšiřují možnosti komunitního vytápění jako efektivního nástroje pro snižování energetické náročnosti budov, posilování environmentální udržitelnosti i zvyšování nezávislosti na externích dodavatelích. Mezinárodní projekt HeatCOOP, na kterém spolupracují Fakulta stavební ČVUT v Praze a SEVEn, Energy Efficiency Center, spolu s partnery z Rakouska a ze Slovinska, představuje cestu k dekarbonizaci měst prostřednictvím sdílení tepelné energie. Následující článek nabízí praktický pohled na technologické základy a konkrétní příklady úspěšných energetických komunit, které již dnes ukazují, jak lze efektivně eliminovat závislost na fosilních palivech a stabilizovat náklady na energie.
Komunitní vytápění využívá společný zdroj tepla pro více domů, obvykle z obnovitelných zdrojů, jako jsou tepelná čerpadla vzduch-voda, geotermální vrty nebo obecní bioplynové stanice. Systém spravuje družstvo nebo skupina vlastníků, kteří sdílejí náklady i přínosy. Výsledkem je stabilní a úsporný provoz s minimálními emisemi CO2, vyšší energetickou nezávislostí a dlouhodobou udržitelností bez využívání fosilních paliv. Toto sdílené řešení pro více budov umožňuje efektivní využití energie okolního prostředí bez potřeby fosilních paliv, což přináší nižší provozní náklady a hlučnost. Komunitní vytápění může zahrnout jeden bytový dům, nebo více domů společně.
Technologie komunitního vytápění
Tepelné čerpadlo vzduch-voda odebírá teplo z venkovního vzduchu a využívá ho k ohřevu vody pro vytápění a přípravu teplé vody. Díky jednoduché instalaci a nižším investičním nákladům se jedná o nejrozšířenější typ čerpadla, který je vhodný jak pro jednotlivé domy, tak pro centrální systémy menších bytových domů. Mezi hlavní výhody této technologie patří snadná instalace bez nutnosti budovat vrty nebo využívat vodní zdroje, nižší pořizovací cena, univerzální použití na různé typy budov a výrazné snížení emisí CO2. Naopak mezi nevýhody se řadí nižší účinnost při velmi nízkých venkovních teplotách, s čímž souvisí potřeba záložního zdroje (například elektrokotle), a také možné hlukové omezení venkovní jednotky. Toto řešení je ideální pro bytové domy s dostatečným venkovním prostorem, například na ploché střeše či vedle domu, a to zejména v místech, kde nejsou dostupné geotermální nebo vodní zdroje.
Geotermální tepelné čerpadlo odebírá teplo ze země prostřednictvím vrtů, které mají typicky hloubku 80–200 m. Vzhledem k tomu, že teplota pod povrchem je celoročně stabilní, zajišťuje tento systém vysokou účinnost a stabilní výkon. V případě sdílení tepla v rámci energetických komunit mohou být tyto vrty společné pro více domů nebo celé bloky budov. Mezi hlavní výhody geotermálního řešení patří kromě vysoké účinnosti také velmi dlouhá životnost vrtů, která dosahuje 40 a více let, a možnost využívat systém v létě pro reverzní chlazení. Provoz je navíc šetrný k životnímu prostředí díky výraznému snížení emisí CO2. Na druhou stranu jsou nevýhodou vysoké pořizovací náklady, nutnost geologického průzkumu a stavebního povolení.
V husté zástavbě mohou být možnosti vrtání omezené a je třeba počítat i s rizikem postupného snížení výkonu vrtu v důsledku dlouhodobého čerpání energie. Tento systém je ideální pro bytové domy a energetické komunit, které disponují dostatečným prostorem pro vrtání a mají vhodné podloží.
Bioplynová stanice vyrábí teplo a elektřinu z biologicky rozložitelných materiálů, jako jsou zemědělské zbytky, potravinový odpad nebo kaly z čističky odpadních vod. Vyrobené teplo lze následně efektivně využívat pro vytápění veřejných budov, bytových domů nebo v rámci komunitní sítě. Moderní bioplynové stanice navíc umožňují akumulaci tepla a lze je výhodně kombinovat s tepelnými čerpadly. Hlavní výhodou tohoto řešení je využití místního obnovitelného zdroje a odpadů, možnost kombinované výroby elektřiny a tepla (kogenerace) a výrazné snížení emisí CO2. Na druhou stranu mezi nevýhody patří potřeba stálého přísunu biomasy, vyšší provozní náročnost, vysoká vstupní investice a složitější povolovací proces. Je také nutné řešit logistiku dopravy surovin a případný zápach. Tento systém je proto vhodný zejména pro menší obce a komunitní systémy s vlastní zemědělskou produkcí nebo dobrým přístupem k organickým odpadům.
Mezi další možnosti komunitního vytápění patří využití odpadního tepla z průmyslu nebo obchodních center, které lze pomocí tepelných čerpadel a výměníků efektivně využít pro vytápění okolních domů. Další alternativou jsou solární tepelné systémy s akumulací, kde větší solární pole dodávají teplo do centrálního zásobníku, ze kterého je následně zásobováno více objektů. Velmi efektivní je také kombinace tepelných čerpadel a akumulace ve vodních nádržích nebo v zásobnících na bázi materiálů s fázovou přeměnou, což umožňuje vyrovnávat zatížení sítě a optimalizovat spotřebu elektřiny. Moderní městské a komunitní sítě dálkového vytápění 4. a 5. generace pak pracují s nižší teplotou topné vody a vyšší účinností, přičemž umožňují zapojení více lokálních zdrojů najednou, jako jsou tepelná čerpadla, solární teplo, bioplyn či geotermální energie.
Energeticky soběstačná čtvrť v Belgii
Projekt nově postavené čtvrti DuCoop v belgickém Gentu představuje ukázkový příklad moderní městské čtvrti s vlastní energií, která si dokáže samostatně zajišťovat klíčové zdroje. Celý systém je navržen tak, aby propojoval výrobu tepla, elektřiny, hospodaření s vodou a zpracování odpadů do jednoho funkčního a synergického celku. Hlavním cílem tohoto řešení je vytvořit soběstačné a ekologicky šetrné prostředí, které produkuje minimální množství emisí skleníkových plynů.
Čtvrť využívá odpadní teplo z průmyslu a z čištěné vody, elektřinu z fotovoltaických panelů a bioplyn z organických odpadů. Energetické hospodářství doplňují bateriová úložiště o výkonu 230 kW, která optimalizují spotřebu podle tržních cen. Celá síť zásobuje 400 bytů, školu i komerční prostory, přičemž obyvatelé jsou členy družstva, které vlastní infrastrukturu a zajišťuje provoz. Zisk se členům společenství vrací prostřednictvím snížení ceny tepelné energie 4 Kč/kWh s ročním paušálem 10 000 Kč. Jedná se o inspirativní model lokálního řízení spotřeby i výroby s minimálními emisemi CO2. Projekt DuCoop tak slouží jako významná inspirace pro připravované nové české projekty v oblasti komunitní energetiky.
Čtvrť v blokové zástavbě ve Vídni
Projekt SmartCity Baumgarten ve Vídni ukazuje, jak lze propojit více obnovitelných zdrojů do jednoho efektivního systému. Tato čtvrť, která vzniká v souladu s vídeňskou strategií dekarbonizace, využívá geotermální energii, tepelná čerpadla a solární panely k výrobě tepla i elektřiny. Vše je řízeno centrálně pomocí inteligentního systému, který optimalizuje provoz podle aktuální poptávky, a slouží tak jako reálný model moderní udržitelné městské čtvrti s minimálními emisemi a čistším prostředí.
V každém domě je instalováno centrální tepelné čerpadlo napojené na síť 25 geotermálních vrtů o hloubce 150 m. Tuto energii doplňují fotovoltaické panely umístěné nejen na střechách, ale i na fasádách budov. Jednotlivé domy jsou propojeny nízkoteplotní sítí, která umožňuje efektivní sdílení tepla a chladu mezi objekty podle aktuálních potřeb. Díky tomuto principu čtvrť využívá maximum vyrobené energie z místních obnovitelných zdrojů a minimalizuje ztráty, což potvrzuje, že moderní technologie mohou úspěšně fungovat i v husté městské zástavbě.
Panelový dům vytápěný tepelnými čerpadly
Čtyřpodlažní panelový dům s patnácti byty ve Slaném je příkladem úspěšné modernizace, ke které společenství vlastníků přistoupilo v reakci na energetickou krizi v roce 2022. Přestože byl dům již dříve zateplen a měl vyměněná okna, náhlé zvýšení cen tepla z lokální teplárny na téměř 1200 Kč za GJ přimělo obyvatele hledat další cesty ke snížení provozních nákladů. SVJ se proto rozhodlo změnit zdroj vytápění i ohřevu teplé vody a po porovnání nabídek zvolilo soustavu tepelných čerpadel vzduch-voda doplněnou o fotovoltaiku.
Technické řešení zahrnuje tepelná čerpadla o výkonu 28 kW osazená na střeše domu, odkud je teplo rozváděno novými rozvody v prostoru schodiště do radiátorů v jednotlivých bytech. Tato instalace, dokončená v roce 2023, stála 1,8 milionu Kč. Systém následně v roce 2025 doplnila fotovoltaická elektrárna o výkonu 8 kWp s investičními náklady 750 000 Kč, která dodává elektřinu pro pohon čerpadel i pro spotřebu ve společných prostorech domu.
Nový systém přinesl překvapivě výrazné úspory. Výrobní cena tepla klesla na přibližně 550 Kč za GJ, což představuje roční úsporu přes 250 000 Kč, tedy zhruba 70 % původních nákladů na vytápění. Projekt ve Slaném tak potvrzuje, že i menší společenství si může efektivně zajistit vytápění z obnovitelných zdrojů.
Sdílení tepelné energie jako nový standard
Všechny tyto úspěšné příklady z Česka i ze zahraničí ukazují, že sdílení tepelné energie může přinést významné úspory a zároveň zajistit výrobu obnovitelné energie. Cílem mezinárodního projektu HeatCOOP je výzkum a vývoj prototypu inovativního organizačního modelu pro dekarbonizaci dodávek tepla v městských čtvrtích pro družstva komunitního vytápění (heating cooperatives). Na projektu se podílejí partnerské organizace z Rakouska (realitylab – koordinátor projektu, REENAG Holding, e7), z Česka (SEVEn, The Energy Efficiency Center, Fakulta stavební ČVUT) a Slovinska (Jožef Stefan Institute). Projekt HeatCOOP je spolufinancován se státní podporou Technologické agentury ČR v rámci Programu Partnerství DUT Call 2022 a Národního plánu obnovy z evropského Nástroje pro oživení a odolnost.
V rámci projektu HeatCOOP vznikla Příručka sdílení tepelné energie, kterou si můžete stáhnout.
Kateřina Eklová, Fakulta stavební ČVUT
Foto: archiv autorky
Ing. Kateřina Eklová
Je expertkou na udržitelnost budov a architektury. Je spoluzakladatelkou organizace Rethink Architecture, která vzdělává o udržitelnosti v architektuře a real estate. Na Fakultě stavební ČVUT působí jako výzkumnice a vyučující developmentu, ekonomiky, marketingu a udržitelnosti. Pro Státní fond podpory investic konzultuje výstavbové projekty z pohledu udržitelnosti a DNSH. Pracovala jako developerka v komerčním i rezidenčním developmentu v ČR i v zahraničí.
