OBSAH. Úvod 1. Kapitola I. Vstupní část Akčního plánu 2

Transkript

1 OBSAH Úvod 1 str. Kapitola I. Vstupní část Akčního plánu 2 1. Státní energetická koncepce 3 2. Podpůrná legislativa, koncepce a programy 7 3. Analýza závěrů a doporučení vyplývajících z ÚEK 11 Kapitola II. Návrh a řešení programů 16 Program P1 Územní energetická koncepce 17 Program P2 Energetické audity 18 Program P3 Zateplování budov a zvýšení účinnosti vytápěcích systémů 19 Program P4 Využití biomasy pro výrobu energie 27 Program P5 Využití energie okolí k výrobě energie pomocí tepelných čerpadel 56 Program P6 Instalace plynové kogenerace k výrobě tepla a el. energie 72 Program P7 Ekologizace uhelných zdrojů energie 91 Program P8 Zajištění spolehlivého zásobování energií velkými systémy CZT 108 Kapitola III. Závěr a doporučení 119 Příloha 122

2 ÚVOD Akční plán územní energetické koncepce (APÚEK) Královéhradeckého kraje je zpracován ve třech základních kapitolách s následujícím členěním : Kapitola I. Vstupní část Akčního plánu územní energetické koncepce 1. Státní energetická koncepce 2. Podpůrné programy 3. Analýza závěrů a doporučení vyplývajících z ÚEK 4. Stanovení cílů a opatření řešených v APÚEK Kapitola II. Návrh a řešení programů Program P1 Územní energetická koncepce Program P2 Energetické audity Program P3 Zateplování budov a zvýšení účinnosti vytápěcích systémů Program P4 Využití biomasy pro výrobu energie Program P5 Využití energie okolí k výrobě energie pomocí tepelných čerpadel Program P6 Instalace plynové kogenerace k výrobě tepla a el. energie Program P7 Ekologizace uhelných zdrojů energie Program P8 Zajištění spolehlivého zásobování energií velkými systémy CZT Kapitola III. Závěr a doporučení 1

3 KAPITOLA I. VSTUPNÍ ČÁST AKČNÍHO PLÁNU 2

4 1. STÁTNÍ ENERGETICKÁ KONCEPCE Úvod Pro zajištění stanovených priorit a cílů Státní energetické koncepce je určen soubor realizačních nástrojů. Tvoří jej nástroje legislativní, státní programy podpory a útlumu, dlouhodobé výhledy a koncepce, analytické, mediální a další opatření. Soubor nástrojů má dynamický charakter, v případě potřeby budou realizační nástroje předmětem aktuálního upřesňování, na základě monitorování a hodnocení plnění cílů Státní energetické koncepce. Uvádíme zde vybraná opatření a realizační nástroje, které se výrazněji promítají pro zabezpečování cílů Státní energetické koncepce do územně energetických koncepcí a Akčních plánů krajů, měst a obcí. Prohlubování nástrojů podporujících hospodaření energií V souladu s principy energetické politiky EU (Zelená kniha) a pro dosažení indikativních cílů stanovených ve Státní energetické koncepci důsledně uplatňovat a prohlubovat (novelou zákona č. 406/2000 Sb. a vyhlášek k němu) zejména: - zpracování a periodické doplňování a aktualizování územních energetických koncepcí - zpřísňování povinností dosahovat minimální účinnosti u výrobních zdrojů a nepřekročení maximálních ztrát u rozvodu energie - zpřísňování požadavků na hospodárné užití energie v budovách - rozšíření energetického štítkování na další energetické spotřebiče - ověřování efektivnosti energetických procesů energetickými audity včetně hledání řešení na vyšší využití druhotných zdrojů energie - aplikovat ustanovení Směrnice č. 2002/91/ES, o energetickém provedení staveb do české legislativy a iniciovat tak zlepšování jejich energetických parametrů a snižování nároků na spotřebu energie (v roce 2004). 3

5 1. 1 Obnovitelné zdroje energie (OZE) V souladu se Směrnicí 2001/77/ES a pro dosažení indikativní úrovně užití obnovitelných zdrojů energie, stanovené ve Státní energetické koncepci (resp. v Národním programu hospodárného nakládání s energií a využívání jejich obnovitelných a druhotných zdrojů), podpořit využití OZE novými pravidly a rozšířením působnosti Energetického regulačního úřadu takto: Podpora výroby elektrické energie z OZE Zachovat dosavadní princip přednostního připojení k přenosové nebo distribuční soustavě a právo přednostní dopravy elektřiny přenosovou nebo distribuční soustavou V prvé etapě, do plného otevření trhu s elektřinou, zachovat právo na přednostní výkup elektřiny z OZE za regulované ceny Zavést systém vydávání záruky původu elektřiny z obnovitelných zdrojů energie (v roce 2004) Zavést systém obchodovatelných zelených certifikátů výroby elektřiny z OZE s regulovanými cenami certifikátů a s povinnými kvótami jejich nákupu subjekty konečného zúčtování Investorům do zdrojů elektřiny na bázi OZE garantovat minimální výši výnosů na jednotku vyrobené elektřiny po dobu minimálně 15 let od data jejich uvedení do provozu Podle výsledků provedených analýz a pokud dojde v EU ke sjednocení přístupu v podpoře OZE, přizpůsobit systém podpory v ČR tomuto jednotnému systému tak, aby byl funkční v plně liberalizovaném trhu. Podpora výroby tepla z OZE Zachovat dosavadní princip výkupu tepelné energie z OZE podle platného energetického zákona Zavést pro výstavbu a rekonstrukci zdrojů na výrobu tepelné energie povinnost (v rámci zákonem stanovených podmínek) zajišťovat část dodávané tepelné energie z obnovitelných zdrojů energie ( v roce 2004) 4

6 Zavést pro nové stavby a změny dokončených staveb povinnost (v rámci zákonem stanovených podmínek) zajišťovat část spotřeby tepelné energie v těchto budovách z obnovitelných zdrojů energie ( v roce 2004) Podpora využití kombinované výroby elektřiny a tepla V souladu se Směrnicí EU č. 2004/8/ES o podpoře kombinované výroby elektřiny a tepla (KVET) zajistit její naplnění, zejména novými pravidly a rozšířením působnosti Energetického regulačního úřadu, vč. případné přípravy samostatného zákona o KVET, takto: Zachovat dosavadní princip přednostního připojení k přenosové nebo distribuční soustavě a právo přednostní dopravy elektřiny přenosovou nebo distribuční soustavou V prvém období zachovat princip povinného výkupu elektřiny za tržní ceny s regulovanou doplňkovou cenou Podle výsledků provedených analýz a pokud dojde v EU ke sjednocení přístupu v podpoře KVET, přizpůsobit systém podpory v ČR tomuto jednotnému systému Investiční pobídky Zajistit, aby dnes poskytované investiční pobídky (podle zákona č. 72/2000 Sb. a jeho novely č. 453/2001 Sb.) více přihlížely k prioritám Státní energetické koncepce a současně v rámci novely systému investičních pobídek (při nejbližší novele zákonů o investičních pobídkách) zvážit růst významu projektů podporujících: Úspory energie Kombinovanou výrobu elektřiny a tepla Obnovitelné zdroje energie Vyšší využití domácích zdrojů primární energie 5

7 1. 4 Řízení energetiky při krizových stavech K zajištění nezbytné funkčnosti energetického hospodářství za mimořádných událostí velkého rozsahu (jako jsou velké havárie, teroristické činy apod.) a za krizových situací, doprovázených vyhlášením stavů nouze dle zákona 458/2000 Sb., cílevědomě zvyšovat připravenost a odolnost energetických systémů tak, aby byly i při narušení dodávek energie schopny zajišťovat v nezbytném rozsahu (v souladu se zákonem 240/2000 Sb. a 241/2000 Sb.) potřebnou podporu při uspokojování základních potřeb obyvatelstva, havarijních služeb, záchranných sborů, ozbrojených sil a ozbrojených bezpečnostních sborů podporu výkonu státní správy a zajišťovat nepřerušenou výrobní činnost k tomu nezbytných ekonomických subjektů. K tomu: Propojovat obsah opatření ke zvýšení připravenosti a odolnosti energetického hospodářství s obsahem hospodářských opatření pro krizové stavy (při nejbližší novelizaci krizových zákonů) Věnovat pozornost přípravě náhradních variant funkčnosti energetických systémů tak, aby zajišťovaly alespoň nezbytné dodávky energie prioritním odběratelům Podporovat výstavbu náhradních zdrojů elektrické energie Spolupracovat s orgány regionální samosprávy. 6

8 2. PODPŮRNÁ LEGISLATIVA, KONCEPCE A PROGRAMY 2. 1 Legislativa Zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií (schváleno , účinnost od ) Zákon č. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (ENERGETICKÝ ZÁKON) (schváleno , účinnost od ) Vybrané Vyhlášky MPO ČR k zákonu č. 406/2000 Sb. vztahující se k Akčnímu plánu Vyhláška č. 150 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví minimální účinnost užití energie při výrobě elektřiny a tepelné energie (schváleno , účinnost od ) Vyhláška č. 151 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví podrobnosti užití energie při rozvodu tepelné energie a vnitřním rozvodu tepelné energie (schváleno , účinnost od ) Vyhláška č. 152 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví pravidla pro vytápění a dodávku teplé užitkové vody, měrné ukazatele spotřeby tepla pro vytápění a přípravu teplé užitkové vody a požadavky na vybavení vnitřních tepelných zařízení budov přístroji regulujícími dodávku tepelné energie konečným spotřebitelům (schváleno , účinnost od ) Vyhláška č. 153 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví podrobnosti určení účinnosti užití energie při přenosu, distribuci a vnitřním rozvodu elektrické energie (schváleno , účinnost od ) Vyhláška č. 212 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví podrobnosti pro přípravu a uskutečňování kombinované výroby elektřiny a tepla (schváleno , účinnost od ) 7

9 Vyhláška č Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se vydávají podrobnosti náležitostí energetického auditu (schváleno , účinnost od ) Vyhláška č 214 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví vymezení zdrojů energie, které budou hodnoceny jako obnovitelné (schváleno , účinnost od ) Vyhláška č. 215 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví podrobnosti označování energetických spotřebičů energetickými štítky a zpracování technické dokumentace jakož i minimální účinnost energie pro elektrické spotřebiče uváděné na trh (schváleno , účinnost od ) Vyhláška č. 291 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví podrobnosti účinnosti užití energie při spotřebě tepla v budovách (schváleno , účinnost od ) Zákon č. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (ENERGETICKÝ ZÁKON) (schváleno , účinnost od ) Zákon č. 262/2002, kterým se mění zákon č. 458/2000 Sb. o podmínkách podnikání a výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (ENERGETICKÝ ZÁKON) (schváleno , účinnost od ) Zákon č. 278/2003, kterým se mění zákon č. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (energetický zákon), ve znění pozdějších předpisů (schváleno , účinnost dnem vydání) 8

10 Vybrané Vyhlášky MPO ČR k zákonu č. 458/2000 Sb. vztahující se k Akčnímu plánu Vyhláška č. 221 Ministerstva průmyslu a obchodu o podrobnostech udělování státní autorizace na výstavbu přímého vedení (schváleno , účinnost od ) Vyhláška č. 222 Ministerstva průmyslu a obchodu o podrobnostech udělování státní autorizace na výstavbu výrobny elektřiny (schváleno , účinnost od ) Vyhláška č. 225 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví postup při vzniku a odstraňování stavu nouze v teplárenství (schváleno , účinnost od ) Vyhláška č. 226 Ministerstva průmyslu a obchodu o podrobnostech udělování státní autorizace na výstavbu zdrojů tepelné energie (schváleno , účinnost od ) Vyhláška č. 252 Ministerstva průmyslu a obchodu o způsobu výkupu elektřiny z obnovitelných zdrojů a z kombinované výroby elektřiny a tepla. (schváleno , účinnost od ) Vyhláška č. 539 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se mění vyhláška č. 252/2001 Sb. o způsobu výkupu elektřiny z obnovitelných zdrojů a z kombinované výroby elektřiny a tepla. (schváleno , účinnost od ) Prováděcí vyhlášky ERÚ k zákonu č. 458/2000 Sb. Nařízení vlády č. 195, kterým se stanoví podrobnosti obsahu územní energetické koncepce (schváleno , účinnost ) 9

11 2. 2 Koncepce a programy Státní energetická koncepce České republiky Územní energetická koncepce Královéhradeckého kraje Integrovaný krajský program snižování emisí a krajský program k zlepšení kvality ovzduší Královéhradeckého kraje Koncepce zemědělské politiky Královéhradeckého kraje Koncepce ochrany přírody a krajiny Královéhradeckého kraje Národní program hospodárného nakládání s energií a využívání jejich obnovitelných a druhotných zdrojů 2. 3 Financování projektů K finančnímu zabezpečení realizace projektů vyvrhovaných programů lze využít: Státní program na podporu úspor energie a využití obnovitelných zdrojů energie Státní program je každoročním naplněním cílů Národního programu a určuje pravidla čerpání finančních prostředků. Státní fond životního prostředí Pro poskytnutí podpory ze Státního fondu ŽP na realizaci opatření v rámci Státního programu na podporu úspor energie a využití obnovitelných zdrojů platí Směrnice MŽP o poskytování finančních prostředků ze Státního fondu ŽP. Podpory z prostředků Evropské unie Operační program Průmyslu a podnikání, Fond PHARE, Fond čistoty ovzduší ISPA, SAVE, ALTER NER, Inteligentní energie pro Evropu (Intelligent Energy Europe) a další. Komerční financování Půjčky od domácích a mezinárodních institucích Financování třetí stranou EPC, EC 10

12 3. ANALÝZA ZÁVĚRŮ A DOPORUČENÍ VYPLÝVAJÍCÍCH Z ÚEK Zásobování el. energií a zemním plynem je na území kraje zajištěno dvěma distribučními systémy provozovanými společnostmi VČE a.s. a VČP a.s. Zásobování teplem na území kraje je zajišťováno pomocí čtyř velkých systémů CZT, několika menších systémů CZT a dále z lokálních zdrojů. Ze čtyř největších systémů CZT je dominantní systém ve městě Hradci Králové napájený z Elektrárny Opatovice (EOP). Stav tohoto systému je konsolidovaný, jak v rezervě výkonu, tak technickém stavu. Další rezervní výkon bude zajištěn přímo ve městě Hradec Králové po výstavbě náhradních zdrojů jako reakce na havárii EOP v r Další velký systém CZT v Náchodě je také v dobrém technickém stavu a předpokládá pouze rekonstrukci nebo výměnu největšího kotle do r a postupnou rekonstrukci primárních rozvodů tepla. Výraznější zásahy vyžadují další dva velké systémy CZT v Trutnově a okolí a Dvoře Králové nad Labem. Systém CZT v Trutnově a okolí z hlediska spotřeby paliva a výroby tepla ve zdroji představuje téměř polovinu celkové výroby tepla ve velkých zdrojích celého kraje. Zdroj systému CZT v Trutnově Elektrárna EPO2 je v dobrém stavu, rozsáhlejší rekonstrukci však vyžadují některé úseky primárních rozvodů tepla (především parní). Je také připravována výměna jednoho stávajícího parního soustrojí za soustrojí, které umožní vyšší využití tepla při výrobě el. energie. Současně je nutno v této oblasti maximálně podpořit výstavbu a připojování dalších odběratelů tepla především nově budovaných průmyslových závodů. Tím by bylo možno lépe využít vysoký výkon zdroje EPO2, který je v současné době provozován s nízkým využitím tepla z výroby el. energie. Systém CZT ve Dvoře Králové nad Labem vyžaduje rekonstrukci jak ve zdroji, tak v primárních rozvodech tepla. Způsob a rozsah rekonstrukce bude třeba určit v návaznosti na výhled dvou závodů TIBA ve městě. Snížení spotřeby primárních paliv v kraji je možno, kromě snížení spotřeby energie u konečných uživatelů, zajistit především rekonstrukcí plynových výtopen (s výrobou jen tepla) na teplárny (kombinovaná výroba tepla a el. energie) instalací plynových kogeneračních jednotek zajišťujících podstatně vyšší konverzi paliva na el. energii a tím úsporu primárních paliv při výrobě el. energie. 11

13 Dalším nesporně energeticky i ekologicky vhodným opatřením je náhrada el. přímotopných a akumulačních zdrojů tepla tepelnými čerpadly zajišťujícími úsporu přibližně dvou třetin primárního paliva pro výrobu el. energie. Z hlediska náhrady vyčerpatelných zdrojů fosilních paliv obnovitelnými zdroji je jednoznačně nejvýhodnější jak dle výše úspory, tak i ekonomického efektu, podporovat spalování biomasy jak pro výrobu tepla, tak tepla a el. energie v kombinovaném cyklu. V ÚEK zpracované v roce 2003 byla pro rozvoj energetického hospodářství Královéhradeckého kraje v období let jako optimální doporučena Varianta A, která obsahovala energeticky úsporná opatření splňující nejlépe daný cíl. Přehled opatření navržených ve Variantě A s uvedením energetické úspory a předpokládaných investičních nákladů na jejich realizaci je uveden v následujících tabulkách. 12

14 Sumární přehled navržených opatření na území kraje v období let Úspora Investiční Číslo Název opatření energie náklady opatření (TJ/r) (mil. Kč) 1 Zlepšení tepelné izolace budov Změna způsobu vytápění v průmyslu Měření a regulace dodávky tepla Snížení spotřeby el. energie v domácnostech Výměna kotlů Kombinovaná výroba tepla a el. energie Spalování biomasy Tepelná čerpadla Snížení tepelných ztrát rozvodů tepla Celkem Investice a úspory primární energie rozvržené do tří časových období Investice (mil. Kč) Celkem Úspora (TJ/r) Opatření do r IN (mil.kč) k r k r k r zlepšení tepelné izolace budov měření a regulace dodávky tepla výměna kotlů ve velkých zdrojích výměna kotlů ve středních zdrojích aplikace kogenerace snížení ztrát rozvodů tepla spalování biomasy aplikace tepelných čerpadel Celkem

15 3. 1 Stanovení cílů a programů řešených v Akčním plánu Energetické hospodářství tak velkého území jako je Královéhradecký kraj se průběžně mění jak z hlediska spotřeby energie, tak z hlediska její dodávky především v druzích paliv (plynofikace). Rovněž probíhá postupná změna energetických zdrojů ve smyslu jejich rekonstrukcí (především na spalování jiných druhů paliv), nebo jejich likvidace s náhradou dodávky tepla ze zdrojů jiných (CZT). Uvedené hodnoty úspor a vyvolané investiční náklady v tabulce, převzaté ze závěrů ÚEK, byly stanoveny na základě informací, které byly v době zpracování ÚEK vzhledem k vývoji situace nutně zatíženy určitou chybou. V důsledku toho i stanovení úsporného efektu navržených opatření v ÚEK je provedeno v měřítku kraje pouze přibližně na základě mnoha zjednodušujících předpokladů. V souvislosti se závěry ÚEK Královéhradeckého kraje jsou stanoveny základní cíle Akčního plánu ÚEK. Cíle Akčního plánu 1/ zlepšení ekologické situace v kraji snížení emisí z energetických zdrojů na území kraje využití obnovitelných zdrojů energie 2/ zvýšení zaměstnanosti v kraji v souvislosti s pěstováním a manipulaci s biomasou s provozem zdrojů a systémů CZT v malých obcích 3/ snížení nákladů na výrobu, distribuci a spotřebu energie Programy řešené v Akčním plánu Pro další řešení byly s přihlédnutím k cílům Akčního plánu a po dohodě se zadavatelem vybrány následující programy zajišťující úsporu energie a snížení emisí ze zdrojů energie : Program P1 Územní energetická koncepce Program P2 Energetické audity Program P3 Zateplování budov a zvýšení účinnosti vytápěcích systémů Program P4 Využití biomasy pro výrobu energie Program P5 Využití energie okolí k výrobě energie pomocí tepelných čerpadel Program P6 Instalace plynové kogenerace k výrobě tepla a el. energie Program P7 Ekologizace uhelných zdrojů energie Program P8 Zajištění spolehlivého zásobování energií velkými systémy CZT 14

16 Vybrané programy jsou v Akčním plánu řešena formou návrhu projektů s následným popisem realizace konkrétních akcí se stanovením základních technicko ekonomických bilančních údajů (úspora energie, investiční a provozní náklady). Efektivnost navržených programů je hodnocena z těchto hledisek : - energetický přínos výše úspory primárních energetických zdrojů z lokálního i celospolečenského hlediska - ekologický přínos snížení emisí jednotlivých druhů škodlivin ve spalinách ze zdrojů energie - ekonomie provozu stanovení investičních a provozních nákladů programů, hodnocení ekonomie provozu z hlediska prosté návratnosti investičních nákladů 15

17 KAPITOLA II. NÁVRH A ŘEŠENÍ PROGRAMŮ 16

18 PROGRAM P1 - ÚZEMNÍ ENERGETICKÁ KONCEPCE ZÁMĚR PROGRAMU: V souladu se zákonem č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií, zákonem č. 359/2003 Sb. a nařízením vlády č. 195/2001 Sb.pokračovat v činnosti na územní energetické koncepci Královéhradeckého kraje. V rámci tohoto programu zabezpečovat: 1. Aktualizaci ÚEK Královéhradeckého kraje. 2. Aktualizaci Akčního plánu Královéhradeckého kraje včetně podpory realizace záměrů. 3. Podporovat zpracování Územních energetických koncepcí vybraných oblastí, měst a obcí kraje. 4. Podporovat zpracování Akčních plánů a realizaci doporučených závěrů vyplývajících z ÚEK oblastí, měst a obcí. 5. V rámci programu vytvořit pracovní (řídící) skupinu s úkolem zabezpečit: - aktualizaci ÚEK - realizaci schválených programů a Akčního plánu a jeho průběžného doplňování - koordinaci a zajištění účasti na aktualizaci ÚEK a realizaci programu Akčního plánu, zástupců krajského úřadu, dotčených měst a obcí, VČP a.s., VČE a.s., významných energetických zdrojů a průmyslových závodů Program bude prováděn ve dvou etapách: 1. etapa Aktualizace Územní energetické koncepce Královéhradeckého kraje II. etapa Podpora zpracování Územních energetických koncepcí měst a obcí Královéhradeckého kraje 17

19 PROGRAM P2 - ENERGETICKÉ AUDITY ZÁMĚR PROGRAMU: Zpracovat energetické audity v rozsahu dle zákona č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií, zákonem č. 359/2003 Sb. a vyhlášky č. 213/2001 Sb. se změnami vydanými ve vyhlášce 425/2004 Sb. Z programu vyplývají především následující úkoly: 1. Kvalitní zpracování energetických auditů budov a zařízení v majetku kraje ve lhůtě dané zákonem. 2. Zabezpečit realizaci včetně finančních prostředků doporučených variant řešení vyplývajících z energetických auditů. 3. Podporovat a odborně napomáhat městúm a obcím kraje při zabezpečování energetických auditů objektů v jejich regionu a zejména při realizaci doporučených variant řešení vyplývajících ze závěrů těchto auditů. Program bude prováděn ve dvou etapách: 1. etapa Zpracování energetických auditů budov a zařízení v majetku Královéhradeckého kraje II. etapa Realizace navržených variant řešení 18

20 PROGRAM P3 - ZATEPLOVÁNÍ BUDOV A ZVÝŠENÍ ÚČINNOSTI VYTÁPĚCÍCH SYSTÉMŮ A. ZÁMĚR PROGRAMU: Zlepšit tepelnou ochranu obytných budov tak, aby vyhovovala vyhlášce MPO č. 291/2001 Sb., kterou se stanoví podrobnosti účinnosti užití energie při spotřebě tepla v budovách. Dále zlepšit účinnost vytápěcích systémů v obytných budovách dle požadavku vyhlášky MPO č. 125/2001 Sb., kterou se stanoví pravidla pro vytápění a dodávku teplé užitkové vody, měrné ukazatele spotřeby tepla pro vytápění a pro přípravu teplé užitkové vody a požadavky na vybavení vnitřních tepelných zařízení budov regulujícími dodávku tepelné energie konečným spotřebitelům. Program bude prováděn ve dvou etapách: 1. etapa Podpora zabezpečení tepelné úpravy objektů a zvýšení účinnosti vytápěcích systémů v majetku Královéhradeckého kraje II. etapa Účast na podpoře tepelných úprav objektů a zvýšení účinnosti vytápěcích systémů v majetku měst a obcí Program bude čerpat podklady pro zpracování a podporu ze závěrů a doporučení provedených energetických auditů. B. PODKLADY A VÝSLEDKY PRO REALIZACI PROGRAMU Program bude realizován na celém území kraje, převážně v bytové sféře. U rodinných a bytových domů převedených do soukromého vlastnictví se jedná o aktivitu obyvatelstva. Zákon č.406/2000 Sb. ukládá krajským úřadům podrobit energetickému auditu budovy s vyšší spotřebou energie stanovenou vyhláškou č.213/2001 Sb. Energetický audit hodnotí též tepelně-izolační vlastnosti budov a vhodnost jejich dodatečného zateplení. V případě, že v závěru energetického auditu je zateplení doporučeno je povinností jej realizovat. Energetické audity budov ve správě krajského úřadu byly již z velké většiny zpracovány a doporučené závěry včetně zateplení budov budou v následujících letech realizovány. 19

21 C. NÁVRH A ŘEŠENÍ PROGRAMU Realizace tohoto programu je kromě budov a zařízení ve správě KÚ doporučena také v oblasti bytových domů ve správě měst a obcí. Protože bytové domy se vyskytují především ve městech je program zaměřen na bytové domy ve vybraných větších městech na území kraje. Program je navržen k realizaci ve dvou etapách : 1. etapa Podpora zabezpečení tepelné úpravy objektů a zvýšení účinnosti vytápěcích systémů v majetku KÚ Královéhradeckého kraje Bude prováděna na základě doporučených variant řešení z energetických auditů budov a zařízení v majetku KÚ Královéhradeckého kraje II. etapa Účast na podpoře tepelných úprav objektů a zvýšení účinnosti vytápěcích systémů v majetku měst Druhá etapa programu se týká podpory zateplení vybraných bytových domů ve vybraných městech na území kraje. Pro řádové stanovení nutných nákladů na zateplení u těchto bytových domů - a odpovídající úspory spotřeby tepla a následně primárních paliv a emisí po realizaci byla provedena dotazníková akce směrovaná na pracovníky bytových správ s žádostí o sdělení počtu domů a bytů v těchto domech rozdělených do skupin dle období výstavby. Jedná se o bytové domy v následujících městech příslušných do správních obvodů : 20

22 Správní obvod Broumov Dobruška Dvůr Králové nad Labem Hořice Hradec Králové Jaroměř Jičín Kostelec n.o. Náchod Nová Paka Města Broumov, Teplice nad Metují Dobruška, Opočno Dvůr Králové nad Labem Hořice Hradec Králové, Chlumec n. C., Třebechovice p.o. Jaroměř Jičín, Kopidlno, Lázně Bělohrad, Sobotka Kostelec n.o., Týniště n.o., Borohrádek Náchod, Č. Kostelec, Č. Skalice, Hronov, Police n.m. Nová Paka Nové Město n.m. Nové Město n. M. Nový Bydžov Rychnov n.k. Trutnov Vrchlabí Nový Bydžov Rychnov n.k., Rokytnice v O.h., Vamberk, Solnice Trutnov, Svoboda n.ú., Úpice, Žacléř, Janské Lázně, Pec p.s., Rtyně v P. Vrchlabí, Hostinné, Špindlerův Mlýn Na základě výsledků dotazníkové akce byla pro počet bytových domů a období jejich výstavby, které ještě nejsou zatepleny a kde není ještě zateplení finančně připraveno, určena : - úspora tepla pro vytápění po zateplení - nutné investiční náklady pro realizaci zateplení 21

23 Metodika výpočtu úspory tepla zateplením a investičních nákladů Stávající spotřeba tepla pro vytápění byla zjištěna z měrných max. tepelných příkonů (W/m3) stávajících domů vztažených na objem domu podle následující tabulky respektující období výstavby, velikost domu (počet pater) a výpočtovou teplotu lokality (-12 C, -15 C, - 18 C) převzato ze zdroje Výpočtové tabulky pro vytápění, 2001, Laboutka, Suchánek, Dvou patrové (W/m3) do r od C C C C Tří -15 C patrové -18 C C Čtyř a více -15 C patrové -18 C Po zateplení musí domy splňovat podmínky Vyhlášky č. 291/2001Sb. platné pro rekonstrukce a novou výstavbu. Spotřeba tepla pro vytápění po zateplení je proto vypočtena z objemu domů a měrné spotřeby tepla pro vytápění env = 31 kwh/m3 dané Vyhláškou č. 291/2001Sb. pro průměrnou velikost faktoru A/V = 0,4 (vhodné pro bytové domy). Měrná spotřeba tepla env dle vyhlášky je definována pro normované podmínky (počet denostupňů = a výpočtová teplota 15 C) a navíc respektuje tepelné příkony od oslunění a vnitřních spotřebičů energie. Pro danou lokalitu bytových domů, pro které je navrženo zateplení, je proto nutno měrnou spotřebu tepla env dle vyhlášky korigovat dle konkrétních klimatických podmínek (počet denostupňů a výpočtová teplota). Navíc je hodnota env = 31 kwh/m3 zvýšena o 6 kwh/m3 (zisk ze spotřebičů) a o 3 kwh/m3 (zisk osluněním) na env = 40 kwh/m3, která nerespektuje tepelné zisky od oslunění a vnitřních spotřebičů energie, tak aby byla porovnatelná s vypočtenou stávající spotřebou tepla pro vytápění. 22

24 Investiční náklady jsou kalkulovány pomocí měrných nákladů na zateplení střechy a stěn výměny oken domu vztažených na 1 m2 plochy: - střecha Kč/m2 - stěny 900 Kč/m2 - okna Kč/m2 Plocha střech domů je stanovena z počtu bytů, plochy bytů a počtu podlaží (počet pater + 1). Plocha pláště domů (neprůhledné stěny a okna) je stanovena z objemu domů vynásobením faktorem A/V a odečtením dvakrát plochy střech (střecha a podlaha domu). Plocha stěn je stanovena jako 85% pláště, plocha oken jako 15% pláště. Dosažitelné úspory tepla pro vytápění zateplením bytových domů a vyvolané investiční náklady na zateplení včetně výměny oken, jsou pro bytové domy ve městech, které odpověděly na dotazníkovou akci uvedeny v následující sumární tabulce a podrobných tabulkách v příloze. Město Úspora tepla (GJ/r) IN na zateplení (mil. Kč) Teplice n.m ,6 Dvůr Králové n. Labem ,8 Hořice v Podkrkonoší ,6 Hradec Králové Chlumec n.c ,5 Jaroměř ,2 Jičín ,1 Lázně Bělohrad 87 0,6 Sobotka 399 2,2 Kostelec nad Orlicí ,7 Týniště n.o ,1 Náchod 892 4,9 Hronov 980 4,3 Nová Paka ,8 Nové Město n. Metují ,3 Rychnov nad Kněžnou ,9 Rokytnice v O.h ,0 Solnice ,4 Trutnov ,9 Žacléř ,6 Rtyně v P ,9 Vrchlabí ,6 Hostinné ,3 Celkem

25 D. EFEKTIVNOST NAVRŽENÝCH ETAP PROGRAMU Protože v době zpracování Akčního plánu nebyly zpracovateli k dispozici závěry provedených energetických auditů budov a zařízení ve správě KÚ kraje je efektivnost programu stanovena jen pro II. etapu týkající se zateplení bytových domů ve městech. Sumární výsledky II. etapy jsou následující : úspora tepla pro vytápění domů zateplením investiční náklady na zateplení GJ/r mil. Kč Energetický přínos Úsporou tepla pro vytápění, po zateplení vybraných objektů, bude dosaženo úspory fosilních paliv. V případě bytových domů ve vybraných městech se jedná o úsporu paliva převážně ve zdrojích CZT, kterými jsou tyto domy zásobovány teplem. Velké systémy CZT mají zdroje pro kombinovanou výrobu tepla a el. energie, ve kterých je spalováno uhlí. Účinnost využití paliva v těchto zdrojích přesahuje 80%. Průměrné tepelné ztráty v systému CZT dosahují : - v systému CZT se zdrojem v EOP cca 15%, systém zásobuje město Hradec Králové - v systému CZT se zdrojem EPO2 cca 15%, systém zásobuje město Trutnov, - v systému CZT se zdrojem TNA cca 10%, systém zásobuje město Náchod - v systému CZT se zdrojem TDK cca 20%, systém zásobuje město Dvůr Králové nad Labem Zdroje zásobující teplem vytápěné bytové domy jsou osazeny kondenzačními odběrovými turbínami. Jestliže v důsledku zateplení domů klesne odběr tepla z odběru turbíny ve zdroji, je nutno, pro dodržení el. výkonu příslušného turbosoustrojí, zvýšit částečně průtok páry kondenzační částí soustrojí. V důsledku toho se snížení odběru tepla z odběru turbíny projeví jen cca 40% snížení dodávky tepla z kotle do turbíny. 24

26 Snížení spotřeby paliva na kotlích ve zdrojích CZT s kondenzačními odběrovými turbínami je tedy, při stejné výrobě el. energie, ekvivalentní cca 40% snížení dodávky tepla pro vytápění v důsledku zateplení bytových domů. Bytové domy v ostatních vybraných městech jsou vytápěné menšími systémy CZT s plynovými zdroji. Účinnost těchto zdrojů též přesahuje 80%, tepelné ztráty v systému CZT obvykle nepřesahují 8%. Úspora primární energie ve zdrojích CZT v následující tabulce je stanovena s přihlédnutím k uvedeným účinnostem zdrojů a tepelným ztrátám systémů CZT. úspora tepla pro vytápění (GJ/r) úspora primární energie v palivu (GJ/r) bytové domy v Hradci Králové bytové domy v Trutnově bytové domy v Náchodě bytové domy ve Dvoře Králové n.l bytové domy v ostatních městech Celkem Ekologický přínos Při snížení spotřeby paliv ve zdrojích zásobujících teplem zateplené objekty dojde v kraji ke snížení množství emisí škodlivin ve spalinách z těchto zdrojů tepla. Množství jednotlivých škodlivin je stanoveno z emisních faktorů dle Přílohy č.5 Nařízení vlády č.352/2002 Sb. Snížení emisí při sníženém množství spalovaného uhlí nebo zemního plynu je patrné z následující tabulky. 25

27 Snížení emisí v důsledku snížení množství spalovaného paliva snížení množství paliva (t/r, tis.m3/r) snížení emisí (t/r) tuhé SO2 NOx CO CO2 bytové domy uhlí bytové domy plyn celkem ,3 30,1 31,7 2, ,1 0 7,8 1, ,4 30,1 39,5 3,

28 PROGRAM P4 - VYUŽITÍ BIOMASY PRO VÝROBU ENERGIE A. ZÁMĚR PROGRAMU: Konkrétní podpora a vytvoření podmínek pro pěstování a využívání biomasy jako obnovitelného a ekologického zdroje energie. Program bude prováděn ve dvou etapách: 1. etapa Podpora využití biomasy pro území Královéhradeckého kraje, kde není plánována plynofikace II. etapa Podpora využití biomasy pro ostatní území kraje s důrazem na dosud neplynofikované oblasti Program je svým záměrem a výsledkem činnosti propojen s programy P5 a P7. B. PODKLADY A VÝSLEDKY PRO REALIZACI PROGRAMU Výskyt, druhy, vlastnosti a cena biomasy Pro získávání energie lze využít: a) Biomasu záměrně pěstovanou k tomuto účelu - obilí, olejniny - energetické dřeviny a traviny b) Biomasu odpadní - rostlinné zbytky ze zemědělské prvovýroby a údržby krajiny: kukuřičná a obilná sláma, řepková sláma, zbytky z lučních a pastevních areálů, zbytky po likvidaci křovin a lesních náletů, odpady ze sadů a vinic 27

29 - odpady z živočišné výroby: zbytky krmiv, odpady z přidružených zpracovatelských kapacit - komunální organické odpady z venkovských sídel, odpadní organické zbytky z údržby zeleně a travnatých ploch - organické odpady z průmyslových výrob, odpady z provozů na zpracování a skladování rostlinné produkce, odpady z dřevařských provozoven (odřezky, hobliny, piliny) - lesní odpady (dendromasa), dřevní hmota z lesních probírek, kůra, větve, pařezy, kořeny po těžbě dřeva, palivové dřevo, manipulační odřezky, klest Přehled energetické výtěžnosti jednotlivých druhů pěstované biomasy druh biomasy výhřevnost biomasy výnos pěstování biomasy energetický výnos biomasy (GJ/t) (t/ha) (GJ/ha) seno sláma rychlerostoucí dřeviny šťovík uteuša Vliv vlhkosti biomasy na výhřevnost a měrnou hmotnost Druh paliva Polena (měkké dřevo) Dřevní štěpka Sláma obilovin Sláma kukuřice Lněné stonky Sláma řepky Obsah vody % Výhřevnost MJ. kg -1 18,6 16,4 14,3 12,2 10,1 8,1 16,4 14,3 12,2 10,1 15,5 14,4 16,9 16,0 Měrná hmotnost (volně ložená) kg. m (balíky) 100 (balíky) 140 (balíky) 100 (balíky) 28

30 Srovnání ceny biomas, fosilních paliv, el.energie a dodávaného tepla Druh biomasy cena (Kč/t) cena (Kč/GJ) sláma po sklizni po skladování a dopravě dřevní štěpka po těžbě a štěpkování po skladování a dopravě stébelniny rychle rostoucí topoly, sušené brikety a pelety hnědé uhlí, maloodběr 90 zemní plyn, maloodběr 200 topný olej, maloodběr 330 el. energie přímotop 280 el. energie akumulační 230 teplo dodávané Na území Královéhradeckého kraje se vyskytuje biomasa především ve formě : - odpadů z dřevozpracujících závodů - obilní, kukuřičné a řepkové slámy - lesních odpadů (těžební zbytky, hmota z prořezávek a probírek) Dále je na území kraje cca ha nevyužité zemědělské půdy, kterou by bylo možno využít pro pěstování rychlerostoucích travin nebo dřevin pro výrobu tepla. Teoretický potenciál energie v zatím nevyužité biomase Druh biomasy množství / plocha energetický výnos teoretický potenciál (GJ/ha) (GJ/t) (TJ/r) sláma t/r pěstované traviny a dřeviny ha lesní odpady t/r Celkem

31 Zařízení pro výrobu energie z biomasy, ceny energie z biomasy Technika pro získávání a využití biomasy Technikou pro využívání biomasy se rozumí především sklizňové a zpracovatelské stroje, sušící zařízení, tvarovací zařízení, stroje pro dopravu a skladování a konečně i zařízení topenišť a kotlů včetně regulačních a automatizačních prvků. Jedná se tedy o rozsáhlý komplex zařízení, která jen v některých rysech jsou shodná se zařízením na využití fosilních paliv. Sklizňové a zpracovatelské stroje Soubor sklizňových strojů biomasy se liší podle toho, zda jde o stroje na získávání paliva dřevního charakteru nebo paliva ze stébelnin. U dřeva jsou to v oblasti lesních provozů běžná těžební zařízení, doplněná štěpkovacími stroji na zpracování jinak obtížně využitelného odpadu, případně štípacími stroji a kombinovanými řezacími a štípacími stroji. Piliny z dřevozpracujícího průmyslu jsou zpracovávány na sušičkách pilin a briketovacími a peletovacími stroji. Sklizňové stroje na stébelniny mají v současné době lisy na obří válcové nebo kvádrové balíky s hmotností 300 až 500 kg, doplněné rozpojovacím zařízením v linkách zpracování slámy do briket nebo před spalovacím zařízením. Při sklizni, zejména celých energetických rostlin mohou být nasazeny i sklízecí, většinou samojízdné řezačky. Ty po úpravě mohou být používány i ke sklizni rychle rostoucích dřevin, především topolů a vrb. Výhledově je možno předpokládat, že energetické stébelniny sklízené v suchém stavu z řádků budou sklízeny také samojízdnými briketovacími nebo peletovacími stroji. Nezbytnou ekonomickou podmínkou však je, aby tyto stroje byly využity pro výrobu během celého roku jako stacionární v tvarovacích linkách biomasy. 30

32 Úprava biomasy Podmínkou pro využití biomasy je její tvarová úprava, u dřeva řezání, štípání, štěpkování nebo peletování, u stébelnin řezání, lisování, briketování. Tyto způsoby se liší stupněm stlačení a velikostí produktu. Zatímco dnes běžné obří balíky slámy mají měrnou hmotnost cca 150 kg/m 3, brikety do kg/m 3 a pelety přes kg/m 3 volná řezaná sláma má pouze kg/m 3. U dřevních paliv je tomu obdobně, kdy dřevní štěpka má sypnou hmotnost kg/m 3, polena kolem 500 kg/m 3 a brikety kg/m 3. Tvarová úprava zdražuje biopaliva vzhledem k jejich hmotnosti, ovšem zlevňuje jejich dopravu. Doprava a skladování biomasy Upravený, suchý a nadrcený dřevní odpad, který je obvykle dopravován pneumaticky se většinou skladuje v krytých zásobních silech. Pro vlhký dřevní odpad se také používají venkovní nekryté skládky, které mají menší pořizovací náklady, avšak vyžadují náročnější technologii spalování. Lesní štěpka, kůra nebo jiný kusový odpad se většinou skladuje na otevřených, nebo zastřešených skládkách, kde má možnost částečně vyschnout. Protože se jedná o většinou vlhký odpad, nemá být vrstva hmoty vyšší než 4 m, aby nedošlo k samovznícení. Touto podmínkou je také stanovena potřebná plocha a tím i velikost kryté skládky. Ze skládky se odpad transportuje přímo do kotelny ke spalování. K transportu se používají různé dopravníky, nebo mobilní traktorové nakladače. Potřeba velikosti skladovacích prostor se při přechodu vytápění z hnědého uhlí na dřevní hmotu zvýší až třikrát a ve srovnáním s černým uhlím dokonce na 7,5 násobek. Orientační hodnoty pro stanovení velikosti skladovacích prostor při použití některých vybraných paliv udává následující tabulka. Hmotnost (kg/m 3 ) sklad. prostor (m 3 /MWh) Palivové dříví polenové ,6-0,8 Palivové dříví odřezky ,9-1,2 Štěpka ,3 Rašelina ,8 Sláma Dřevěné brikety ,25-0,3 31

33 Skladování a úprava slámy před spalováním Svezená, balíkovaná sláma se skladuje obvykle v upravených zastřešených prostorách, jejichž velikost by měla odpovídat použitému výkonu kotlů. Tyto prostory sousedí přímo s vlastní kotelnou. U velkých skladovacích areálů bývá obvyklou výbavou portálový jeřáb, který dopravuje balíky slámy k rozdružovači, nebo je celé nakládá na dopravník, který je dopraví přímo do kotle. Instalované jeřáby používají i drapákové úchyty. V menších skladech jsou k dopravě balíků slámy používány vysokozdvižné vozíky nebo traktory s čelním nakladačem, případně nakladačem se speciální nabírací lopatou nebo lyžinami. Tato investice je méně nákladná a obvykle se používané vozíky uplatní nejen v kotelně. Dalším doplňkovým zařízením pro velké výtopny na spalování slámy jsou velkoobjemové lisy na slámu, dopravní a manipulační prostředky na balíkovanou slámu, sloužící k zajištění dopravy lisované slámy do skladovacích prostor. Teprve při transportu slámy do kotle se použije rozdružovací zařízení na slámu a dopravníky řezané slámy. Jako lisy slámy slouží spolehlivě vysokotlaké lisy na slámu, ať již závěsné za traktory, nebo samojízdné, které obvykle má každé zemědělské zařízení. Výroba energie z biomasy Efektivní používání biomasy vyžaduje vhodné zařízení na spalování a výrobu tepla, jejichž konstrukce, sestava a investiční náročnost závisí na tepelném výkonu kotlů a způsobu používání a zejména systému topenišť. Při teplotách nad 200 C dochází postupně ke zplynování biomasy, kdy se až 80 i více % hmoty mění v plyn, který by měl prohořet dříve než vzniklé teplo přejde v teplosměnných plochách do ohřívaného. Topeniště i uspořádání kotlů musí proto vyhovovat požadavkům na dokonalé prohoření vznikajících spalných plynů. V topeništích na spalování biomasy nepostačuje proto přívod spalného vzduchu po rošt (primární vzduch) jako u kotlů na spalování koksu nebo černého uhlí, ale do hořících plynů musí být zaváděn turbulentně i sekundární vzduch nebo dokonce u velkých zařízení i terciární vzduch. Jinak snadno dochází k tepelným ztrátám v komínových plynech, usazování sazí a kondenzaci dehtů. Z toho vyplývá, že zařízení na spalování biomasy se liší od kotlů na spalování koksu, uhlí i kapalných paliv. Hnědé uhlí tvoří přechod mezi klasickými fosilními palivy a biopalivy, protože obsah zplyňujících látek u něj bývá až 45% (u koksu je 5% a u černého uhlí asi 25%). 32

34 Ve spalinách, zejména u stébelnin, se může vyskytovat chlorovodík, napadající při vyšších teplotách (přes 550 C) teplosměnné plochy. V topeništích všech typů může docházet k poškozování vyzdívek nižších kvalit. Koncentrace chlorovodíku ve spalinách může být až 180 mg/nm 3. Kotle na spalování biomasy Rozmanitost forem biomasy a jejich tepelného obsahu a požadavky uživatelů ovlivňují především výkonnost a provedení topenišť a na ně napojených výměníků tepla kotlů. Prvním požadavkem vedle určení druhu biopaliva je požadavek na tepelný výkon, který se pohybuje od cca 5 kw u výkonnějších pokojových kamen s účinností kolem 50% (velká komínová ztráta) přes kw u dřevozplyňujících kotlů pro rodinné domy až k vysoce výkonným zařízením pro vytápění obcí a měst s tepelným výkonem i přes 10 MW (řada těchto tepelných zdrojů spaluje s biomasou i uhlí). U kotlů malých výkonů jsou rozšířeny především dřevozplyňující kotle, které vyrábí několik tuzemských výrobců, především firma CANKAŘ (ATMOS) a VERNER. Tyto kotle odpovídají požadavkům na dokonalé zplyňování a katalytické prohoření spalných plynů s efektivním předáním tepla do vody. Při nedostatku biomasy tyto kotle umožňují i společné spalování dřeva a hnědého uhlí. Střední kategorii kotlů s výkonností 600 až kw je určena pro průmyslové závody a menší obce. Palivem je zpravidla dřevní štěpka nebo sláma, případně tvarovaná paliva a kusové dřevo. Do této kategorie patří jednak zcela nová zařízení uplatněná například firmou VERNER nebo rekonstrukce kotelen s kotli VSB IV, původně na koks a uhlí, s dodatečně instalovanými předtopeništi. Adaptaci uhelných kotlů umožňující spalování dřevní štěpky s uhlím, zajišťuje společnost KOVOSTA FLUID při náhradě posuvných roštů fluidními systémy spalování. Nejvyšší výkonovou kategorii kotlů na spalování dřevních paliv představují výrobky ČKD DUKLA Praha, TRACTANT FABRI Kolín a ROUČKA Slatina s tepelnými výkony přes 2 MW a dánské firmy VOLUND, které jsou v provozu v Pelhřimově, Hartmanicích a jinde. Rozšířené jsou i kotle rakouské firmy SCHIESTEL, belgické firmy VYNCKE a francouzské firmy DE DIETRICH. 33

35 Výroba el. energie nebo kombinovaná výroba el. energie a tepla Spalováním biomasy Nejběžnější je použití parního kotle spalujícího biomasu a soustrojí s kondenzační nebo protilakou parní turbínou. Účinnost výroby el. energie je přímo úměrná parametrům páry a jmenovitému výkonu turbíny. Kotle spalující biomasu jsou většinou dodávány pro nižší výkony (cca do 10 MW) s odpovídajícími nižšími parametry páry. Účinnost výroby el. energie je tedy relativně nízká, v kondenzačním provozu nepřesahuje obvykle 20% a v protitlakém provozu (kombinovaný cyklus s využitím tepla) 10%. Je třeba si uvědomit, že teplárna s vyššími investičními náklady však vyrábí kromě el. energie i využitelné teplo zatímco elektrárna pouze el. energii. Využití energie paliva je v teplárně tedy několikanásobně vyšší. V případě, že dodávku tepla z teplárny nelze připojit na stávající rozvod pro odběratele tepla (CZT) je nutno u teplárny ještě uvažovat investiční náklady na výstavbu rozvodů tepla. Vyšší účinnost výroby el. energie, při srovnatelných teplotách teplonosného media, lze zajistit provozem tzv. organického Rankinova cyklu (ORC), který je koncipován stejně jako při klasické výrobě el. energie pomocí parního kotle a parní turbíny pouze s tím rozdílem, že jako pracovní látka v tepelném oběhu není použita voda, ale jiná vhodná kapalina (izobutan, silikonový olej apod.) U ORC je v případě spalování biomasy možno použít olej ohřívaný na teplotu cca 300 C, který se v ORC ochladí na cca 250 C. Olejový kotel je provozován při nízkém tlaku, další výhodou je jeho vysoká životnost (cca 40 let) v důsledku nekorozivního prostředí. Pokud je ORC s pracovní látkou termoolejem, také s vysokou životností, koncipováno v teplárenském provedení s dodávkou tepla v teplé vodě 90/60 C je elektrická účinnost cca 17%, tedy podstatně vyšší než při použití vodní páry (klasický Rankinův cyklus). V případě ORC provedeného jako elektrárna s teplotou chladicí vody 30 C (chladicí věž) je elektrická účinnost cca 22%. Zplyňováním biomasy V tuzemsku se vývojem zplyňovacích technologií a dodávkami konkrétního zařízení pro zplyňování zabývá společnost ATEKO Hradec Králové. Technologie vyvinutá touto společností pro zplyňování biomasy nese označení BIOFLUID. 34

36 Technologie BIOFLUID je založena na procesu zplyňování ve fluidní vrstvě. Upravená biomasa vstupuje do zplyňovacího reaktoru, kde při teplotách 750 C probíhají ve vznosu vzduchu a vyrobeného plynu zplyňovací reakce. Vyrobený horký plyn je možno využít buď přímo spalováním pro výrobu tepla nebo po jeho ochlazení (ledovou vodou) a vyčištění od dehtů v plynové kogenerační jednotce pro kombinovanou výrobu el. energie a tepla. Teplo z chlazení plynu je možno pochopitelně též využít. Provoz BIOFLUIDU s kogenerační jednotkou tedy vyžaduje zajištění likvidace odpadních vod (obvykle na místní ČOV) a zdroje chladu pro ledovou vodu 5 C (strojní chlazení). Celková účinnost procesu (poměr využitelné energie vůči energii v biomase) je cca 81%. Výhřevnost plynu se pohybuje dle druhu biomasy v rozsahu 5 7 MJ/Nm3. Společnost ATEKO dodává buď jen BIOFLUID pro výrobu plynu nebo komplet včetně kogenerační jednotky JENBACHER v následující výkonové řadě. Elektrický výkon (kw) Tepelný výkon (kw) Účinnost výroby el. energie (poměr el. výkonu vůči tepelnému výkonu v palivu) je při zplyňování v porovnání s ostatními způsoby nejvyšší, dosahuje cca 25% při současném využití tepla v kombinovaném cyklu. 35

37 ZÁKLADNÍ BILANCE VYUŽITÍ BIOMASY PRO VÝROBU ENERGIE Středně velký rodinný dům vytápění a příprava TV Do jednotlivých rodinných domů se předpokládá instalace kotlů spalujících biopelety, se zásobníkem na biopelety umožňující automatické přikládání. Základní bilanční data pro středně velký rodinný dům spotřeba tepla 90 GJ/r z toho pro vytápění 70 GJ/r pro TV 20 GJ/r instalovaný výkon zdroje 10 kw průměrná roční účinnost kotle 70% výhřevnost biopelet 18 GJ/t spotřeba biopelet 7,1 t/r náklady na biopelety Kč/r (3 500 Kč/t) investiční náklady na kotel Kč (včetně zásobníku biopelet) Bytové domy se středně velkými byty vytápění a příprava TV Vytápění bytových domů se předpokládá v případě : - skupin domů pomocí systému CZT se zdrojem spalující biomasu ve formě štěpky nebo slámy - jednotlivých domů pomocí domovních kotlů spalujících biopelety, se zásobníkem na biopelety umožňující automatické přikládání Základní bilanční data pro 100 bytů spotřeba tepla z toho pro vytápění pro TV instalovaný výkon zdroje GJ/r GJ/r GJ/r 600 kw 36

38 Systém CZT pro skupinu bytových domů průměrná roční účinnost kotle 78% průměrná roční účinnost dodávky tepla 75% výhřevnost biomasy 13 GJ/t spotřeba biomasy 564 t/r náklady na biomasu Kč/r (1 500 Kč/t) investiční náklady 4,0 mil. Kč (zdroj včetně skladu biomasy a její úpravy a rozvody tepla) Domovní kotel pro bytový dům průměrná roční účinnost kotle 75% výhřevnost biopelet 18 GJ/t spotřeba biopelet 407 t/r náklady na biopelety Kč/r (3 500 Kč/t) investiční náklady na kotel 1,5 mil. Kč (včetně zásobníku biopelet) Spalování biomasy s dodávkou tepla pomocí systémů CZT Systémy CZT se zdroji na spalování biomasy jsou navrhovány dle místních podmínek tzn. s přihlédnutím k počtu, druhu a velikosti objektů zásobovaných teplem, vzdálenosti mezi nimi, volnému prostoru pro umístění zdroje se zásobou biomasy a pod. U již vybudovaných systémů CZT je proto rozsah měrných investičních nákladů vztažených na výkon zdroje velmi rozdílný jak je zřejmé z následující tabulky, kde jsou udána základní data několika vybraných systémů CZT. Pro středně složité systémy (dle délky a složitosti rozvodů) lze brát měrné náklady v rozsahu cca mil. Kč/MW instalovaného tepelného výkonu. U některých systémů s nízkým výkonem zdroje a dlouhými rozvody tepla však měrná cena může přesáhnout i 40 mil. Kč/MW (Hostětín). 37