Współczesny świat stoi w obliczu wielu problemów, w tym m.in.: globalnego ocieplenia, efektu cieplarnianego, zanieczyszczenia środowiska, kurczących się zasobów energetycznych, które zagrażają nie tylko obecnemu pokoleniu, ale również pokoleniom przyszłym. Działania na rzecz ochrony środowiska, w tym efektywności energetycznej są dziś obowiązkiem wszystkich, także lokalnych samorządów. W Krakowie zagadnienia te obecne są od kilkunastu lat, a skala prowadzonych działań znacząco wyprzedziła rozwiązania, które dopiero dziś implementowane są w innych ośrodkach. Istotna jest także różnorodność i skala podjętych działań w ramach szeroko rozumianego programu efektywności energetycznej w Krakowie. Wszystkie one są odpowiedzią na zidentyfikowane wcześniej problemy, które można podzielić na trzy podstawowe obszary zagadnień:

1. Efektywność energetyczna instalacji i obiektów infrastruktury komunalnej
2. Wykorzystanie energii odnawialnej i ochrona środowiska
3. Działania o charakterze organizacyjnym

Opis stanu wyjściowego

1. Niska efektywność instalacji i obiektów infrastruktury komunalnej:

a) Miejska sieć ciepłownicza - przestarzała izolacja ciepłociągów i niespójny system sieci powodowały nadmierne straty w przesyle i niepewność dostaw ciepła w przypadku zakłóceń. Problemem była także niska efektywność wykorzystania energii przez odbiorców końcowych wynikająca z braku układów automatycznej regulacji, powodująca znaczne straty energii. Stan ten negatywnie wpływał na środowisko, a także generował wysokie koszty społeczne. Oprócz  3 głównych źródeł wytwórczych ciepła: Elektrociepłowni Kraków, Elektrowni Skawina i Siłowni Kombinatu Metalurgicznego zasilających sieć ciepłowniczą funkcjonowało około 390 niskosprawnych i przestarzałych miejskich kotłowni węglowych eksploatowanych przez Miejskie Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej S. A. (MPEC). Instalacje te emitowały do atmosfery ogromne ilości m.in. dwutlenku węgla, dwutlenku azotu, pyłu zawieszonego, benzenu. W konsekwencji - w szczególności w okresach jesienno-zimowych nad Krakowem zalegał trujący smog, a przekroczenia stężeń substancji szkodliwych (w tym m.in. PM10 nierzadko kilkusetkrotnie przekraczał dopuszczalne stężania).

b) Gminne obiekty kubaturowe. Liczba analizowanych budynków w Krakowie wynosiła w momencie przystąpienia do programu 360 obiektów, których kubatura wynosiła 3,94 mln m³, zaś moc zapotrzebowana 64 MW, a zużycie energii  575 TJ/rok. Stwierdzono, że 90% budynków nie spełnia standardów, a 70% nie zapewnia właściwego komfortu cieplnego. Brak wymaganej izolacji przegród w większości gminnych budynków użyteczności publicznej powodował nadmierne straty ciepła, przy jednoczesnym niedogrzaniu pomieszczeń, dużym zużyciu energii i znaczących kosztach ogrzewania.

c) Sieć oświetlenia ulicznego. Liczba punktów świetlnych wynosiła w momencie przystępowania do projektu 52 000 sztuk. Nominalna moc zainstalowana 11,2 MW. System składał się z 870 szaf sterowniczych, sterowanych zmierzchowo - kaskadowo, 75% opraw wyposażonych było w rtęciowe źródła światła. Wyeksploatowane technicznie i przestarzałe oświetlenie uliczne z niesprawnymi
oprawami, niefektywnymi źródłami światła, uszkodzonymi kablami i podatnym na awarie sterowaniem, zużywało nadmierne ilości energii przy dużej awaryjności i niewystarczającym poziomie bezpieczeństwa (komunikacyjnego i publicznego) na drogach i ulicach.

d) Trakcja tramwajowa. Zły stan taboru tramwajowego oraz 19 istniejących podstacji trakcyjnych, których parametry nie zapewniały właściwego poziomu zasilania, czego skutkiem były częste awarie i w konsekwencji utrudnienia dla pasażerów.  Znaczące były też koszty energii w związku przestarzałą infrastrukturą.

2. Znikomy stopień wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych przez sektor publiczny  w Krakowie z braku dostępu do technologii.

3. Nieefektywny system zarządzania gospodarka komunalną.

Zauważając problem Gmina Miejska Kraków wdrożyła konsekwentny program, który poprzez szereg działań związanych ze zwiększaniem efektywności energetycznej  i wykorzystaniem energii odnawialnej miał przyczynić się do systematycznej
poprawy złego stanu środowiska w mieście. W proces zaangażowały się wszystkie jednostki organizacyjne gminy i miejskie spółki komunalne.

Celem ogólnym działań Gminy Miejskiej Kraków na rzecz efektywności energetycznej jest:

-  zmniejszenie zużycia energii w gospodarce komunalnej,

-  ograniczenie negatywnego wpływu korzystania z energii na środowisko,

- poprawa jakości życia mieszkańców,

-  zmniejszenie kosztów korzystania z energii,

-  ograniczenie zużycia paliw kopalnych.

Cele szczegółowe w poszczególnych obszarach.

1. Cele działań w zakresie oszczędności energii poprzez zwiększenie efektywności instalacji komunalnych:

a) Miejska sieć ciepłownicza

-  zminimalizowanie strat przesyłu (preizolacja i wymiana sieci)

- uniknięcie strat rozdziału i transformacji ciepła (modernizacja węzłów ciepłowniczych)
-  zwiększenie efektywności wykorzystania energii cieplnej produkowanej w skojarzeniu poprzez rozbudowę systemu dostaw ciepłej wody użytkowej
-  zmniejszenie zużycia ciepła przez odbiorców końcowych (automatyka pogodowa węzłów ciepła).

b) Termomodernizacja budynków

- poprawa wskaźników zużycia energii do ogrzewania budynków
-  poprawa komfortu cieplnego budynków przy optymalnym zużyciu energii
- ograniczenie wpływu ogrzewania budynków na środowisko
- oszczędność paliw.

c) Modernizacja oświetlenia ulicznego

- poprawa bezpieczeństwa
-  poprawa niezawodności oświetlenia
-  oszczędność energii elektrycznej
- możliwość monitorowania i sterowania pracą urządzeń
- poprawa parametrów oświetlania
-  poprawa estetyki urządzeń
-  zmniejszenie kosztów zakupu energii i konserwacji

d) Modernizacja podstacji trakcyjnych

-  poprawa komfortu w transporcie publicznym
-  poprawa niezawodności zasilania trakcji
-   zmniejszenie zużycia energii poprzez jej odzysk
- możliwość monitorowania pracy urządzeń

2. Cele działań w zakresie wykorzystania energii odnawialnej i ochrony środowiska:

-  neutralizacja szkodliwych dla środowiska odpadów procesowych uzyskiwanych  w gospodarce komunalnej
- wykorzystanie energii wielopostaciowych odpadów procesowych do produkcji ciepła  i energii elektrycznej
-  zmniejszenie zużycia paliw kopalnych
-  poprawa stanu powietrza poprzez zastosowanie efektywnych sposobów ogrzewania
-  przetwarzanie odpadów komunalnych w celu ich neutralizacji i zmniejszenia objętości z jednoczesnym wykorzystaniem ich energ
-  propagowanie wykorzystywania autonomicznych urządzeń zasilanych energią odnawialną
-  poprawa jakości życia mieszkańców.

3. Cele działania Krakowskiej Grupy Zakupowej - ograniczenie kosztów zakupu energii elektrycznej.

Łączne rezultaty energetyczne projektu to na przestrzeni ostatnich lat:

- ograniczenie zużycia energii elektrycznej o 23647 MWh/rok;
- ograniczenie strat ciepła o 66619 MWh/rok;
- wytworzenie energii odnawialnej ogółem 19650 MWh/rok.

W tym:

1. Działania w zakresie oszczędności energii poprzez zwiększenie efektywności instalacji komunalnych:

a) Miejska sieć ciepłownicza zadania prowadzone przez MPEC SA

- likwidacja 390 kotłowni (w tym wszystkich 382 kotłowni MPEC) w latach 1990-2007 - ograniczenie emisji o 4398 ton pyłów, 2 222 tony SO2, 3703 tony CO, 952 tony NOx - realizowany w latach 2006-2010 Program modernizacji systemu ciepłowniczego Krakowa - ograniczenie emisji o 1 676 ton SO2, ograniczenie strat ciepła o 53 877 MWh, tj. o 2% energii systemu, ograniczenie energii elektrycznej o 1747 MWh - dla okresu rocznego.

b) Termomodernizacja - prowadzona w latach 2004-2012 przyniosła ograniczenie strat ciepła o 12 742 MWh/rok.

c) Modernizacja oświetlenia ulicznego - prowadzona w latach 1998-2000 przez ZIKiT, finansowana całkowicie w formule ESCO, przyniosła efekt oszczędności na poziomie 18 600 MWh/rok energii elektrycznej, tj. 41% energii poprzednio zużywanej, oszczędności finansowe na poziomie 5-6 mln złotych rocznie.

d) Modernizacja podstacji trakcyjnych i taboru tramwajowego - czego efektem jest poprawa niezawodności zasilania trakcji, poprawa jakości podróży, odzysk energii elektrycznej na poziomie 3 300 MWh tj. około 5% energii zapotrzebowanej.

2. Działania efektywnościowe w zakresie wykorzystania energii odnawialnej i ochrony środowiska (w okresie ostatnich 10 lat)

a) Instalacje odzysku energii:

1) Miejskie Przedsiębiorstwo Oczyszczania - Składowisko Barycz odzysku energii gazów wysypiskowych - ciepło i energia
elektryczna o mocy 2 800 MWh

2) Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji - produkcja energii odnawialnej: Oczyszczalnia Płaszów - ciepło i energia elektryczna -  9 600 MWh/rok

3) Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji - produkcja energii odnawialnej: Oczyszczalnia Kujawy - ciepło i energia elektryczna - 2 950 MWh/rok

4) Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji - produkcja energii odnawialnej: Turbina Francisa na wodociągu tranzytowym - energia elektryczna 2 500 MWh/rok

b) Program Ograniczenia Niskiej Emisji - realizowany przez Urząd Miasta Krakowa i mieszkańców. W ramach programu zlikwidowano 20 000 pieców węglowych, 342 indywidualne kotłownie na paliwo stałe eksploatowane przez osoby fizyczne lub pozagminne osoby prawne, wspierając budowę zamiennych nowoczesnych instalacji grzewczych przez mieszkańców w tym zastosowanie ciepła z miejskiej sieci ciepłowniczej. Zainstalowane kolektory słoneczne - dostarczają ciepło w ilości około 1800 mWh/rok.

c) Instalacja zespołów urządzeń komunalnych zasilanych energią odnawialną (parkometry, sygnalizacja przejść dla
pieszych, oświetlenie obiektów sportowych) - cel dydaktyczny - upowszechnienie wykorzystywania instalacji i urządzeń zasilanych odnawialnymi źródłami energii.

d) Projekt budowy Zakładu Termicznego Przekształcania Odpadów Komunalnych - wykorzystanie energii spalania odpadów
komunalnych uzyskiwanej w procesie neutralizacji termicznej, zmierzającego do kompresji ich objętości - ocena rezultatów po realizacji i wdrożeniu projektu.

3. Krakowska Grupa Zakupowa energii elektrycznej - wykorzystanie atutu dużego potencjału nabywczego grupy w przetargu na zakup energii elektrycznej:

- Wolumen zakupu - 50,8 GWh
- Liczba odbiorców - 440
- Liczba punktów odbioru - 1322

Uzyskany efekt finansowy liczony do stawek posiadanych to 2 mln zł rocznie (0,5 mln Euro), do stawek publikowanych ok. 4,9 mln zł (1,2 mln Euro) rocznie.

Łączne nakłady na realizację programu efektywności energetycznej w latach 1990-2012 wyniosły 1148 mln złotych (approx. 300 mln Euro using 3,8 zł/Euro) w tym:

1. Nakłady na poprawę efektywności instalacji i obiektów

a) likwidacja 390 kotłowni w latach 1990-2007 ok. 18 mln zł., Programmodernizacji miejskiej sieci ciepłowniczej w latach 2006-10 współfinansowany z Funduszu Spójności, łącznie 300 mln zł. Coroczne wydatki na bieżącą modernizację sieci  (od r. 2004) wynoszą ok. 10 mln. Środki pomocowe na projekty MPEC pochodziły m.in. z Banku Światowego, Global Environment Facility (GEF), Programu polsko - amerykańskiego, Ekofunduszu, Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska oraz Funduszu Spójności;

b) termomodernizacja budynków szkolnych (2004-10), łącznie 41,9 mln zł, w tym: Gmina Kraków 20 mln, GEF - 6 mln, Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska - 3,9 mln, formuła ESCO 12 mln;

c) modernizacja oświetlenia (1999-2000), w całości finansowana w formule ESCO - spłata przez okres 6 lat ze środków na utrzymanie oświetlenia. Koszt robót modernizacyjnych ok. 25-30 mln zł. Trwała oszczędność kosztów energii w cenach obecnych wynosi ok. 5-6 mln zł rocznie;

d) finansowanie podstacji trakcyjnych - środki własne Zarządu Infrastruktury Komunalnej i Transportu i środki UE. Nakłady całkowite na budowę 10 nowych podstacji (2004-12): ok. 40 mln zł., na modernizację istniejących 19 podstacji (2007-12): 11 mln zł., konserwacja bieżąca: 1,3 mln zł. rocznie. Zakup nowoczesnego taboru realizowany przez Miejskie Przedsiębiorstwo Komunikacji, z wykorzystaniem środków POIŚ. W okresie ostatnich 13 lat na ten cel wydano 565 mln złotych.

2. Nakłady na odnawialne źródła energii i ochronę środowiska:

a) Instalacje odzysku energii:

1) energia z gazu wysypiskowego na składowisku Barycz - łączne nakłady  ok. 15 mln zł

2) energia gazów ściekowych Oczyszczalnia Płaszów - łączne 5 mln zł.

3) energia gazów ściekowych Oczyszczalnia Kujawy - łączne 2,5 mln zł

4) Turbina Francisa na wodociągu tranzytowym Raba II - 4,5 mln zł

b) Program ograniczania niskiej emisji (PONE) - od roku 1995 do dziś - łączna kwota dofinansowania do wymiany starych palenisk w gospodarstwach indywidualnych: 14 mln zł

c) Infrastruktura komunalna zasilana z OZE (parkometry, sygnalizacja ostrzegawcza przejść dla pieszych, maszty oświetleniowe, solary w obiektach sportowych): łącznie 5 mln zł.

d) Zakład Termicznego Przekształcania Odpadów (ang. Icineration Plant) - planowane nakłady całkowite netto 673 mln zł (projekt w realizacji, nakładów na ten cel nie wliczono do przedstawionego wyżej bilansu łącznych kosztów programu).

Kwestie związane z efektywnością energetyczną, zarządzaniem energią i środowiskiem  w obszarze miasta stanowią bardzo istotny obszar nie tylko polityki energetycznej gminy, ale zarazem jej działań edukacyjnych i prospołecznych. Działania te w sposób bezpośredni prowadzą do większej wydajności - nakazującej przy dopuszczalnym poziomie zużycia zasobów przyrodniczych maksymalizowanie efektów społecznych i gospodarczych, a także do większej oszczędności - nakazującej przy danym poziomie efektu społecznego  i gospodarczego minimalizowanie zużycia zasobów przyrodniczych. W tym znaczeniu działania Gminy Kraków są bezpośrednią realizacją zasad zrównoważonego rozwoju gospodarczego, która jest oparta na zasadzie efektywności (racjonalnego
gospodarowania środkami i zasobami).

Nie bez znaczenia jest też fakt, iż poprzez ograniczenie kosztów ponoszonych przez instytucje samorządowe gmina może poszerzać dostęp do usług technicznych dla coraz szerszego grona mieszkańców, a także sukcesywnie obniżać ich koszty. Wpływa to w perspektywie na wyrównywanie szans mieszkańców należących do różnych grup społecznych i może pomóc w przeciwdziałaniu wykluczeniu społecznemu niektórych środowisk. Miasto, które efektywnie gospodaruje energią może skuteczniej wspierać tych swoich mieszkańców, którzy pomocy samorządu potrzebują w szczególności, np. rodziny wielodzietne, dzieci i młodzież, seniorów, osoby niepełnosprawne, bezdomnych.

Z kolei działania w zakresie minimalizacji zużycia i kosztów energii przekładają się także na budżety domowe dzięki mniejszym kosztom usług komunalnych - co także ma niebagatelne znaczenie, szczególnie dla rodzin pozostających w trudnej sytuacji materialnej, co w czasach postępującego kryzysu nie jest zjawiskiem rzadkim.