Obnovitelné zdroje energie v Hostětíně

Transkript

1 English ummary p. 15 Obnovitelné zdroje energie v Hostětíně Obnovitelné zdroje a globální změna klimatu Biomasa využitelná pro energetiku Přímé využití sluneční energie Bývaly doby, kdy i v Evropě žila všechna lidská společenství prakticky soběstačně, s využitím jen těch zdrojů, které jim jejich území poskytovalo. Na dálku se obchodovalo jen se zvláště cennými a ne všude dostupnými surovinami (s pazourkem, solí, později s kovy a luxusními komoditami, například čajem). Tak tomu bylo do začátku průmyslové revoluce v 18. století, kdy začaly být obnovitelné energetické zdroje pocházející z přírodního koloběhu vytlačovány fosilními palivy. Doprava téměř čehokoliv se stala relativně levnou, uhlí a později ropa poháněly dynamický civilizační rozvoj. Případné negativní následky zpočátku zneklidňovaly málokoho. Až několik náhlých zvýšení cen ropy od 70. let, vědomí, že její těžbu nepůjde stále zvyšovat, a probouzející se snaha zabrzdit klimatický rozvrat vedly k novému zájmu o obnovitelné zdroje energie. výjimkou energie přílivu a odlivu či tepla z kilometrových hloubek jde o zdroje mající původ ve slunečním záření. Úhrn záření, čili teplo, které takto ročně dopadá na území naší republiky, je stokrát vyšší než veškerá domácí spotřeba paliv či jinak získaného tepla a elektřiny. Přesto je nepochybné, že spotřebu energie musíme především snížit. Návrat k energetické soběstačnosti, který je nejpřirozeněji možné začít na venkově, je jedním z nutných kroků k zastavení globálního oteplování. Obce většinou disponují zdroji, jež by měly pokrýt alespoň jejich vlastní potřeby. využitím moderních technologií, materiálů a znalostí je to velmi dobře možné. foto Michal tránský Energetická soběstačnost přináší kromě morálních a environmentálních výhod (snížení znečištění ovzduší z lokálních topenišť, snížení emisí CO 2 ) i bezprostřední ekonomické zisky (peníze za teplo a elektřinu zůstanou v regionu, elektřinu lze prodávat i za jeho hranice, budoucí spolehlivost a bezpečnost dodávek je zajištěna) a řeší také otázky sociální (zaměstná místní občany, podpoří zemědělce při pěstování energetických plodin). Po více než 15 letech na cestě k energetické soběstačnosti Hostětína máme k dispozici bohaté zkušenosti z oblasti úspor energie i využívání obnovitelných zdrojů. Chceme se o ně s vámi podělit. Tato publikace byla vytvořena za finanční podpory FŽP ČR a MŽP.

2 Obnovitelné zdroje energie a globální změna klimatu Globální klimatický rozvrat* začal být považován za hlavní budoucí problém 21. století. O co jde? Rychlým nárůstem koncentrací skleníkových plynů (tak vysoké nebyly alespoň pět milionů let) vzniká přebytek tepla, který rozvrací dosavadní klima. Rozvrat klimatu s sebou přináší narušení celé řady dalších systémů, dokonce i oceánů. Tyto děje probíhají, a zejména budou probíhat, po ce lém světě, globálně. Hlavní příčiny Hlavní příčiny změny klimatu, ale také možnosti nápravy, čili zmírňování změny klimatu, spočívají v oblasti využívání energie. palování fosilních paliv proměnilo složení atmosféry. Člověk svou činností v relativně krátkém období (zhruba za posledních 250 let) výrazně zvýšil koncentraci skleníkových plynů, především CO 2 v atmosféře: oxidu uhličitého o dvě pětiny, metanu dvaapůlkrát, oxidu dusného o čtvrtinu. Již nyní je koncentrace CO 2 v ovzduší vysoce nad bezpečnou hladinou koncentrace, která by zajistila, že průměrná globální teplota nevzroste o více než 2 C a rozvrat se nerozběhne nezadržitelně. Tato hladina činí 350 ppm (částic v milionu), dnešní koncentrace je však již 390 ppm. Dnes víme, že nestačí CO 2 neprodukovat, ale CO 2 musíme naopak z atmosféry odebírat a vracet uhlík zpět do země, například do půd. Oxid uhličitý se na zesílení skleníkového efektu podílí dvěma třetinami. Zbytek připadá na další plyny, především vysoce účinný metan (uniká při těžbě a zacházení s fosilními palivy, v důsledku chovu hospodářských zvířat, ze skládek odpadů aj.), přírodě cizí freony a oxid dusný (jeho zdrojem jsou opět fosilní paliva, chemická výroba a zemědělství). * Pojem globální klimatický rozvrat zavedl vědecký poradce prezidenta Obamy, viz ** tudie Potenciál úspor energie v obytných a administrativních budovách do roku PORENNA o.p.s., vypracováno pro Hnutí Duha, Možnosti nápravy Hlavní cestou snižování emisí jsou úspory energie nejlevnější a nejekologičtější energie je ta, kterou nemusíme vyrobit. Odborníci vypočítali, že při vytápění, ohřevu vody a provozu elektrospotřebičů lze ušetřit alespoň 60 % z energie spotřebované v obytných a administrativních budovách.** Rekonstrukce a zateplování domů má zajistit alespoň přiblížení se pasivnímu standardu, nové budovy by měly být pasivní bez výjimek. Druhým krokem je přejít na zásobování energií z místních a obnovitelných zdrojů slunce, biomasy (dřeva a slámy pro spalování nebo trávy z luk a zemědělských odpadů pro výrobu bioplynu), případně energií z vody, větru či geotermálního zdroje. Jednotky energie, práce a tepla 1 Ws = 1 J wattsekunda je totéž co joule (čti džaul) 1 Wh = Ws = 3,6 kj protože hodina má sekund 1 kwh = Wh = 3,6 MJ kilo: předpona označující tisícinásobek 1 MWh = kwh = 3,6 GJ mega: předpona označující milion 1 GJ = 1/3,6 MWh = asi 0,28 MWh giga: předpona značící miliardu Růst koncentrace CO 2 (schematicky dle IPCC 2007). Před rozmachem užívání fosilních paliv četnost molekul CO 2 v ovzduší stoupala jen zvolna, během sedmi tisíc let ze 260 milióntin (ppm) na 280. Díky tomu během poledové doby teploty téměř neklesaly, i když se zmenšilo letní oslunění vysokých severních šířek. Nárůst v posledních dvaceti letech je naproti tomu obrovský. V roce 2020 koncentrace už přesáhne hodnotu 400 ppm.

3 3 chéma využití obnovitelných zdrojů v Hostětíně chéma zdůrazňuje především napojení domů na teplo z obecní výtopny na biomasu a využívání energie slunce pro ohřev vody a výrobu elektřiny. Všechny technologie jsou detailně popsány v následujících kapitolách. 8 Fotovoltaická elektrárna 5 Kořenová čistírna odpadních vod 10b 2 Ekopenzion 6 olární zásobník 4 Obecní výtopna Moštárna 9a a 12 7 tudna 26 9b 21 1 Vzdělávací středisko (sál, kanceláře) zdroje energie Další domy ve vesnici větrání ostatní Zdroje energie: 8 Biomasa, dřevní štěpka 9a olární kolektor 9b Fasádní solární kolektor 10a,b Fotovoltaická elektrárna 11 Pasivní solární zisky Větrání: 12 Větrání s rekuperací: 2 jednotky ve sklepě, 1 v patře, 6 v ubytovně 13 Dohřev vzduchu 14 Větrání s rekuperací 15 Odpadní vzduch 16 Nasávání čerstvého vzduchu 17 Větrání přívod vzduchu do sálu 18 Větrání odvod odpadního vzduchu Ostatní: 19 laměná izolace 20 Izolace z minerální vaty 21 Okna s trojskly 22 Bojler 23 Zelená střecha 24 Hliněné omítky 25 vod dešťové vody pro splachování WC a úklid 26 Tepelný výměník Využití obnovitelných zdrojů v Hostětíně V obci je celá řada inspirativních projektů, které vedou k úsporám energie a využívání obnovitelných zdrojů: více než 80 % domů připojených k výtopně na biomasu (dřevní štěpku) 9 solárních tepelných soustav v rodinných domech fasádní kolektor na Centru Veronica (22 m2) a střešní kolektor na moštárně (36 m2) fotovoltaické elektrárny na pozemku za obecní výtopnou (50,6 kw), na střeše moštárny (8,8 kw), na střeše rodinného domu (13 kw) pasivní dům rekonstruované veřejné osvětlení postupné zateplování rodinných domů ystematickou realizací ekologických projektů směřuje Hostětín ke stavu stoprocentně nefosilní obce, což se daří především v oblasti vytápění domů a ohřevu vody. Až do poloviny 20. století zde bylo hlavním zdrojem ener gie na vytápění dřevo. Od padesátých let bylo postupně nahrazováno fosilními zdroji. V domácnostech se více topilo uhlím, později někde i elektřinou, a tento nepříz nivý vývoj vrcholil v polovině devadesátých let 20. sto letí. Od roku 1997 začal být nový obnovitelný zdroj (slunce pro ohřev vody) používán v několika domác nostech. Od roku 2000, kdy byla postavena obecní vý topna, kryjí obnovitelné zdroje už většinu potřeby tepla a od roku 2008 se slunce užívá i k výrobě elektřiny. Poměr využití obnovitelných a neobnovitelných zdrojů tepla v Hostětíně od roku Obyvatelé Hostětína tak uspoří ročně více než tun emisí oxidu uhličitého. Přibližné úspory emisí CO2 v tunách Podíl % % veřejné osvětlení 2 0 % kořenová čistírna 12 1 % % Obnovitelný zdroj energie biomasa slunce ostatní úsporné a šetrné technologie celkem

4 Biomasa využitelná pro energetické účely Biomasa je hmota živých či nedávno živých organismů, která může být různou měrou přeměněná a dále zpracovaná. Na rozdíl od fosilních paliv, která představují uhlík vyňatý z přírodního koloběhu, neprošla biomasa podzemní geologickou přeměnou trvající tisíce až miliony let. O biomase podrobněji Energie systému biomasa kyslík má svůj původ ve slunečním záření a fotosyntéze. Jako palivo lze biomasu užívat v suché podobě nebo z ní lze vyrobit tekutá paliva vyšší užitné hodnoty. urovinou mohou být buď celé cíleně pěstované rostliny, nebo odpady ze zemědělské, potravinářské a lesní produkce. Účinnost přeměny slunečního záření na energii systému biomasa kyslík je řádově nižší než účinnost tepelných či fotovoltaických kolektorů. Z hektaru pole získáme za rok hmotu s energetickým obsahem jen do 100 MWh (podle typu plodiny, většinou jen polovinu). Na metr čtvereční je to tedy ročně do 10 kwh, což je méně než 1 % slunečního záření, které na tuto plochu za rok dopadne (to v Česku činí kolem kwh/m 2 ). Zásadní výhodou ovšem je, že biomasa slouží jako zásoba energie, kterou lze skladovat a použít dle potřeb. Biopalivo vzniká cílenou výrobou či přípravou z biomasy. Podle skupenství můžeme biopaliva rozdělit na: tuhá zejména dřevo, sláma, příp. další materiály ve formě briket či pelet kapalná použitelná zejména jako pohonné hmoty, např. etanol, oleje, metylestery z nich vyrobené plynná metan z rozkladu biomasy za tepla a bez přístupu vzduchu (na skládkách odpadu, ale zejména v bioplynových reaktorech) či dřevoplyn vyráběný zplynováním nebo čistou pyrolýzou biomasy (termickým rozkladem zcela bez přístupu vzduchu) V přírodních podmínkách ČR lze energeticky využívat biomasu těchto kategorií: Biomasa odpadní rostlinná ze zemědělské prvovýroby a údržby krajiny, např. řepková a kukuřičná sláma, obilná sláma, seno, zbytky po likvidaci křovin a náletových dřevin, odpady ze sadů a vinic, odpady z údržby zeleně z chovu zvířat hnůj, kejda, zbytky krmiv, odpady z přidružených zpracovatelských kapacit lesní dendromasa, tj. část hmoty stromů, která po těžbě zůstává v lese nevyužita (pařezy, kořeny, kůra, vršky stromů, větve, šišky a dendromasa z probírek a prořezávek) z průmyslových výrob spalitelné odpady z dřevařských provozoven (odřezky, piliny, hobliny, kůra), z provozů na zpracování a skladování rostlinné produkce (cukrovary), odpady z jatek, mlékáren, lihovarů, konzerváren komunální kaly, organický tuhý komunální odpad Biomasa záměrně produkovaná k energetickým účelům, energetické plodiny lignocelulózové dřeviny vrby, topoly, olše, akáty obiloviny celé rostliny travní porosty sloní tráva, chrastice, trvalé travní porosty ostatní rostliny konopí seté, čirok, křídlatka, šťovík krmný, sléz topolovka olejnaté řepka olejka, slunečnice, len, dýně (semeno) škrobno-cukernaté brambory, cukrová řepa, obilí (zrno), topinambur, cukrová třtina, kukuřice Dřevo, nebo uhlí? Dřevo používají lidé jako palivo odjakživa, více než půl milionu let. Až rozvoj průmyslu v Anglii přinesl užívání uhlí, které pak proniklo i do městských domácností. U nás se uhlí časem začalo vozit i na venkov, kam byla díky podpoře z veřejných financí později přivedena i potrubí s dražším zemním plynem. Tomu je schopna úspěšně konkurovat až nová komfortní forma pevných rostlinných paliv, pelety. I nyní se ale ještě v mnoha domácnostech bohužel topí uhlím. Na vině je nerozvinutý trh s místním dřívím, který se po někdejším násilném rozvrácení venkova zatím plně neobnovil, a též zastaralá topeniště v domácnostech. Příkladné využití dřeva na venkově najdeme např. v sousedním Rakousku. Přednosti dřeva jako paliva palování dřeva je CO 2 neutrální vzniká jen tolik oxidu uhličitého, kolik by se jej uvolnilo tlením (pomalou oxidací) odumřelého dřeva v přírodě tak jako tak. Do přírodního koloběhu se tím žádný další uhlík nepřidává. Téměř neobsahuje síru. Má velmi malý obsah popela (0,5 1 %), který je navíc dobrým minerálním hnojivem s obsahem zejména draslíku. Při spalování dřeva za optimálních podmínek nevzniká kouř ani zápach. Je obnovitelným zdrojem energie. Nevýhody uhlí jako paliva palováním fosilních paliv se do ovzduší uvolňuje CO 2, který vede k prohlubování globální změny klimatu. Oxiduje se uhlík, který by jinak zůstal další miliony let v zemi. Uhlí obsahuje minimálně kolem 1 % síry. Vznikající oxidy síry znečišťují ovzduší, z něhož se dostávají až jako tzv. kyselé deště. Ty okyselují půdy a vody (poškození jehličnatých lesů, snížení úrodnosti půd, vymírání vodních organismů), poškozují historické památky, korodují kovy. Obsahuje % popela (brikety až 40 %). Ten je nebezpečným odpadem pro svůj obsah těžkých kovů. Prachové částice vznikající při spalování uhlí v domácích topeništích mají negativní vliv na zdraví (dýchací problémy, rakovina). Zápach vznikající při spalování uhlí je dán obsahem nežádoucích příměsí v palivu. Negativní vliv povrchové těžby uhlí na krajinu, ovzduší, vodu, vegetaci, člověka. Je neobnovitelným zdrojem energie.

5 5 Tuhá biomasová paliva Pelety Pelety jsou vysoce stlačené výlisky válcovitého tvaru, nejčastěji vyráběné v průměru 6 mm a různorodé délce 5 40 mm. Vyrábějí se zejména z dřevních zbytků, obvykle z pilin a hoblin. Na trhu jsou i pelety bylinné, kůrové, rašelinové, papírové a pelety z dalších materiálů z biomasy a jejich vzájemných směsí tzv. směsné pelety. foto Michal tránský 2 foto archiv EIV Pelety mají stabilní a nízkou vlhkost (obsah vody obvykle kolem 8 %) a nízký obsah popela (kolem 1 %). Lze je používat v široké výkonové škále kotlů a kamen v rodinných domech i ve větších budovách. Průměrná cena paliva v roce 2010 (přibližně): Kč/t (1,15 Kč/kWh)* Brikety Lisují se např. ze suchého dřevního prachu, drtě, pilin, kůry, jemných hoblin nebo bylinných zbytků do tvaru válečků, hranolů nebo šestistěnů o průměru 4 10 cm a délky do 30 cm. Mohou být i z energetických plodin nebo ze směsí těchto materiálů tzv. směsné brikety. Lze je spalovat v jakýchkoliv kotlích na dřevo, dají se použít v krbech, kachlových kamnech i kotlích ústředního vytápění. Jsou ekologickou náhradou za uhlí a alternativou pro obce potýkající se s kouřem ze spalování uhlí v domácích topeništích. Nejvyšší účinnosti při spalování briket z biomasy se dosahuje v kotlích na dřevoplyn. Průměrná cena paliva v roce 2010 (přibližně): Kč/t (1,41 Kč/kWh)* Vliv vlhkosti dřeva na jeho výhřevnost obsah vody v % výhřevnost v MJ/kg Dřevní štěpka ve skladu hostětínské výtopny. Wood chips in the store of Hostětín heating plant. Pelety. Pellets. Dřevěná briketa. Wood briquette. Dřevní štěpka Dřevní štěpka je strojně nakrácená a nadrcená dřevní hmota na částice o délce mm. Štěpku lze získat zejména z lesních probírek, prořezávek obecní zeleně či likvidace různých náletových dřevin. Štěpkují se i rychlerostoucí dřeviny nebo odpad z průmyslového zpracování dřeva či z pil. Při zpracování tenkých větví je ve štěpce vyšší obsah kůry, což zhoršuje její vlastnosti. Štěpka je palivo, jehož přikládání lze dobře automatizovat. Často se spaluje syrová (obsah vody bezprostředně po těžbě dosahuje více než 50 %, objemová hmotnost podle druhu dřeva je kg/m 3 ), což sice snižuje její výhřevnost, ale odpadají problémy se sušením paliva. V hromadě mokré štěpky začne vždy probíhat rozklad (kompostuje se), čímž její hmotnost klesá a uvolňuje se teplo (teplota v hromadě štěpky dosahuje C). Rizikem je i zplesnivění chladné mokré štěpky, což znamená také zdravotní riziko pro obsluhu. Vhodnější je proto štěpkovat až sušší materiál, například větve zčásti proschlé na hromadě. Některé kotelny mají vlastní plantáže rychlerostoucích dřevin, aby si zajistily nezávislý zdroj paliva. Cena štěpky kolísá podle místních podmínek. Cenu zvyšuje poměrně velký podíl lidské práce, náklady na štěpkování a doprava. V případě lesní štěpky (zpracování zbytků dříví po těžbě či probírce) bývá vlastní surovina k dispozici zdarma nebo velmi levně. Průměrná cena paliva v roce 2010 (přibližně): Kč/t (0,36 Kč/kWh)* Polena, palivové dříví Polena jsou nejstarší a stále zřejmě nejoblíbenější druh biomasy, využívaný pro vytápění domácností. Jeho největší výhodou je cena. Nevýhodou je, že neumožňuje využívat výrazně automatizované kotle a má vysoké nároky na skladovací prostor. Vhodná vlhkost pro spalování je nejvýše %, této vlhkosti se dosahuje asi po jednom až dvou letech skladování v suchu (při kácení má vlhkost 50 % i více). Vlhkost ovlivňuje i životnost kotle. Průměrná cena paliva v roce 2010 (přibližně): Kč/t (1,02 Kč/kWh)* * Ceny paliv dle info.cz/ceny paliv a-energii/ 6190-jak se zmenily ceny paliv za posledni pulrok.

6 Biomasa využitelná pro energetické účely foto Michal tránský Centrální zásobování teplem v obcích Biomasa, nebo plyn? Jednou z možností, jak zajistit ekologické a komfortní vytápění v obci, je výstavba centrálního zdroje tepla na biomasu. Jednotlivé objekty v obci jsou napojeny na centrální kotelnu a každý z nich má samostatnou (tzv. výměníkovou) stanici předávající teplo. Palivem může být obilná nebo řepková sláma, odpadní dřevo, piliny, hobliny, dřevní štěpka. Důležitá je cena paliva a jeho dostupnost v dlouhodobém horizontu. Občané napojení na tepelnou síť získají topení, které od nich nevyžaduje žádnou obsluhu či investice a údržbu zdroje tepla. Komfort je tedy stejný jako při elektrickém nebo plynovém topení. Oproti kotli či kamnům v domě to přirozeně představuje vyšší náklady na vytápění. Díky kontrolovanému a řízenému spalování ve větším zařízení jsou celkové emise znečisťujících látek nižší, než by byly v případě jednotlivých topenišť. Ke zlepšení imisní situace přispívá i to, že výtopna má vyšší komín, než mají jednotlivé domy, takže rozptyl emisí je lepší. Kdyby se v obci rozvedl plyn, byla by to investice menší, ale nenávratná (nelze ji účtovat v ceně tepla). Nevznikla by místní pracovní místa, platby by šly z regionu pryč, cenu tepla by obec nemohla ovlivnit. Také imise oxidů uhlíku (a tím i podíl na globálním oteplování) by byly větší. Ekonomika instalací, výše a návratnost investice Výstavba centrálního zásobování teplem je i v nevelké obci investicí v řádu desítek milionů korun, přičemž mimo samotnou investici do výstavby zdroje tepla (výtopny) významná část rozpočtu připadne na vybudování rozvodné sítě. Hustota zástavby, počet a velikost připojovaných odběratelů tepla jednoznačně ovlivňují výši investice a následně i efektivitu budoucího provozu. Biomasa v podobě dřevní štěpky, pilin či balíků slámy, kterými se v centrálních výtopnách nejčastěji topí, je relativně levným palivem, ale palivové náklady tvoří jen část konečné ceny tepla. Mimo pevných provozních nákladů je do ceny tepla totiž potřeba rozpočítat i investiční náklady na výstavbu kotelny a rozvodů. Je zřejmé, že čím více tepla se prodá, tím může být jeho cena nižší. Hostětínská obecní výtopna v provozu za mrazivého dne. V popředí fotovoltaická elektrárna. Hostětín municipal heating plant operating in a frosty day. A photovoltaic power plant in the foreground. Při návrhu centrálního zdroje tepla (nejen na biomasu) je tedy velice důležité správně odhadnout poptávku po teple. tejně tak je důležité důkladně zmapovat potenciál dostupných typů paliv. Jde o obtížnou úlohu, protože například dřevozpracující podnik dodávající dřevní odpad může během několika let změnit výrobu a biomasu bude nutno dovážet z dálky. To je jeden z důvodů, proč mít vlastní zdroj paliva, například plantáž rychlerostoucích dřevin. Většina ze stávajících obecních kotelen na biomasu byla postavena s dotací. Lze předpokládat, že ani v nejbližší budoucnosti se takovéto projekty bez dotace nebo jiné veřejné podpory neobejdou. Návratnost investic je výší dotace velmi ovlivněna. Pokud je investorem obec, nemusí pro ni být ekonomický efekt prvořadý a návratnost může přesáhnout 20 let, nevadí li to při splácení úvěru. Pokud je však investorem podnikatelský subjekt, vyžaduje obvykle návratnost 15 až 20 let. V mnoha případech by centrální zdroj tepla nebyl efektivní ani s dotací. Pak může obec podpořit instalaci individuálních kotlů na biomasu v jednotlivých objektech. Každý si pak může zvolit druh paliva a kotle, který mu nejvíce vyhovuje. Celkové náklady jsou řádově nižší než při výstavbě centrálního zásobování a obec nemusí zajišťovat provoz a palivo, cena tepla nezávisí na tom, kolik lidí se projektu účastní. Moudřejším řešením může být pořízení menšího počtu automatických kotlů na biomasu, které dodávají teplo přímo do skupiny nejbližších domů, bez předávacích stanic. V obou případech může obec zajišťovat pro takové decentrální vytápění palivo levněji, než by je bylo možné kupovat individuálně. Z hlediska majitele rodinného domu je cena tepla z místního dříví velmi levnou alternativou. Ale i teplo z pelet může být levnější než ze zemního plynu, pokud jsou pelety vyráběny místně. Zemní plyn vyjde s jistotou ještě alespoň deset let levněji než pelety jen tehdy, když se bude spalovat ne v kondenzačních kotlích, ale v kondenzačních kogeneračních jednotkách (tj. bude se z něj vyrábět i elektřina, která může vhodně doplňovat elektřinu z fotovoltaické instalace).

7 Obecní výtopna na biomasu v Hostětíně 7 Od roku 2000 dodává obecní centrální výtopna teplo do více než 85 % hostětínských domácností. Předtím běžně užívané uhlí a elektřina byly nahrazeny odpadním dřevem z okolních lesů a pil. Místo kouře z topenišť jednotlivých domů stoupá z komína výtopny bílá pára. Technologie a provoz Ve výtopně je instalována soustava s teplovodním kotlem o jmenovitém výkonu 732 kw, který spaluje dřevní štěpku z odpadního dřeva z blízkých dřevozpracujících závodů či okolních lesů ( t ročně). Štěpka se průběžně naváží do skladu o zásobním prostoru přibližně 900 m 3. klad pojme více než jednu třetinu roční spotřeby paliva. Přísun paliva do kotle zajišťuje silo s posuvným dnem, kam se přibližně jednou za 3 7 dní nahrne palivo pomocí nakladače nebo přímo z kontejneru nákladního auta. Na silo navazuje soustava šnekových podavačů, které dopraví palivo až do spalovací komory. Tam za přebytku spalovacího vzduchu palivo hoří při teplotě C. V kotli umístěném nad spalovací komorou spaliny procházejí trubkovnicí kotle, kde předají teplo topné vodě, a ochlazené na C odcházejí do multicyklonu k odprášení a poté do komína. Výtopna ročně vyrobí přibližně GJ tepla a ušetří téměř t CO 2. Provoz výtopny je řízen automaticky, s občasným dohledem obsluhy. Řídicí systém prostřednictvím počítače přehledně zobrazuje a zaznamenává chod a stav procesů ve výtopně a celé teplovodní síti (celková délka rozvodů činí 2,8 km). V každém připojeném domě je instalována stanice s předavači tepla pro vytápění a event. i pro ohřev pitné vody. Původní kotle v domácnostech slouží většinou jen jako záložní zdroje. Mimo topnou sezónu, kdy je výtopna odstavena, se v domácnostech voda ohřívá elektrickými bojlery nebo slunečními kolektory. Pro optimální spalování a automatický provoz výtopny je nezbytná řada zařízení: ventilátory, podávací zařízení či čerpadla, která společně za topnou sezónu spotřebují zhruba kwh elektřiny. Od roku 2010 pochází část této elektřiny ze sousední fotovoltaické elektrárny. V ročním úhrnu dodá tato elektrárna o jmenovitém výkonu 50,6 kw zhruba dvojnásobek elektrické spotřeby obecní výtopny. Po deseti letech provozu prošla v roce 2010 výtopna modernizací, která snížila spotřebu elektřiny o třetinu a díky změnám v dopravě paliva a novému řídicímu systému zvýšila provozní spolehlivost a vyspělé řízení celé technologie. Historie a financování investice Kolem poloviny 90. let 20. století vznikla péčí okresního úřadu v Uherském Hradišti velkorysá a jasnozřivá koncepce využívání obnovitelných zdrojů v oblasti Bílých Karpat. Její součástí (a první dokončenou realizací) byla i výtopna v Hostětíně. Přispěla k tomu i skutečnost, že Hostětín ležel mimo trasu plánovaného plynovodu a bylo zjevné, že obec bude muset komfortnější vytápění zajistit jinak než většina sousedních obcí. Už první šetření zájmu obyvatel Hostětína připojit se na výtopnu spalující biomasu ukazovalo podporu poloviny obyvatel. Povědomí a zájem obyvatel se podařilo postupně zvyšovat. Výtopna vznikla díky nizozemsko českému partnerství pomocí nástroje Activities Implemented Jointly (AIJ) ustanoveného dle Rámcové dohody ON o změně klimatu z roku Cílem tohoto nástroje bylo snižovat světové emise CO 2 ve spolupráci zemí, kde je často snižování emisí nákladnější, se zeměmi střední a východní Evropy. chéma hostětínské výtopny na biomasu Odpadové dřevo klad paliva Za spolupráce obce s Ministerstvem životního prostředí, okresním úřadem v Uherském Hradišti, nizozemskou společností TEI Twente Energy Institute a jedním z jejích členů BTG Biomass Technology Group a Ekologickým institutem Veronica se podařilo zpracovat návrh, který byl v prosinci 1998 schválen nizozemskou vládou. Na projektu se současně podílely národní zdroje a občané si zaplatili za připojení domu po Kč. Obci se podařilo výtopnu postavit, aniž by zatížila svůj rozpočet úvěrem. Nyní má za hostětínskou výtopnu Nizozemí emisní kredity v rámci kjótského mechanismu JI (Joint Implementation). zdroj financování vláda Nizozemska (agentura ENTER) tátní fond životního prostředí ČR Česká energetická agentura Komín pro odvod spalin předmět investice technologie kotelny dofinancování (budova výtopny, výměníkové stanice, ) částka v mil. Kč podíl 11,4 31 % 19,8 54 % tepelné rozvody 3,2 9 % připojení občané přípojky 2,0 6 % celkem 36,4 100 % Zdroj: účetní evidence obce Hostětín Kotel Odprášení spalin (multicyklon) palovací komora Tepelný výměník 732 kw Podavače ilo s pohyblivou podlahou Tepelný výměník v domácnosti Rozvod teplé vody

8 Biomasa využitelná pro energetické účely Obecní výtopna na biomasu v Hostětíně Přínosy obecní výtopny Ekonomické prvky udržitelnosti Nezávislost na světových cenách energie, energetická bezpečnost Obec se stala méně závislou na dodávkách neobnovitelných paliv, domácích i ze zahraničí. Obec výtopnu provozuje a kontroluje její hospodaření i vliv projektu na okolí. Rozhodování na obecní úrovni nejlépe zohledňuje místní podmínky a potřeby. Ekonomicky slabší skupiny obyvatel jsou ohroženy růstem cen místní zdroje paliv pomáhají tomuto ohrožení předcházet. Zaručují energetickou bezpečnost do budoucna. Tok financí v regionu Díky využití místních materiálových i lidských zdrojů zůstávají finanční prostředky v regionu a mohou přispívat k jeho dalšímu rozvoji. Platby za dodávku tepla činily v Hostětíně v roce 2010 v průměru 340 Kč/GJ, včetně DPH. Domácnosti do systému ročně přispívají průměrně téměř po Kč. V regionu tak ročně zůstává více než jeden milion korun. Pokud by občané topili plynem či elektřinou, odplynula by minimálně tato částka mimo region. Nákup paliva v roce 2010 tvořil 55 % nákladů na provoz výtopny. Druhou nejvýraznější výdajovou položkou byl nákup elektřiny (20 %), následovaly výdaje za opravy a údržbu (asi 12 %), dále výdaje na opravy a služby, výdaje na mzdy pracovníků provozu (8 %) a výdaje za manipulaci s palivem na výtopně (zhruba 2 %). V roce 2007 byl spočten tzv. lokální multiplikátor, který ukazuje, jak se peníze zaplacené za teplo znovu používají v regionu. Za rok 2007 dosáhl hodnoty 2,30. Každá koruna vydaná lokálně přinesla místní ekonomice navíc ještě další korunu a třicet haléřů. V případě hostětínské výtopny je důležité, že její největší výdaje za nákup štěpky zůstávají v regionu a že místní dodavatelé mají též tendenci utrácet peníze za prodanou štěpku místně. Další výdajovou položkou, která zůstává zcela v místě, jsou mzdy. Mimo region utrácí výtopna za elektřinu (mimo fotovoltaické) a údržbu kotle. Příznivé ceny tepla pro místní Průměrná cena dodávaného tepla pro obyvatele z biomasových výtopen byla v ČR v roce 2009 asi 490 Kč/GJ, včetně DPH.* Platby za teplo v Hostětíně (340 Kč/GJ) jsou tedy nižší. Obec záměrně drží ceny nízko. Od roku 2005 zavedla dvousložkovou cenu fixní provozní náklady tvoří pevnou část, kterou zaplatí odběratelé stejné odběrové kategorie rovným dílem, druhá část ceny je platbou za odebrané množství tepla. Například v roce 2010 činila stálá platba u trvale obydlených domů Kč (u ostatních budov Kč) a proměnná část 237,30 Kč/GJ. Celková dodávka tepla do domácností je nižší než vypočtená tepelná ztráta za všechny připojené domy, z toho lze odhadnout, že část domácností významně kombinuje teplo z výtopny s teplem z vlastního dřeva z okolních lesů a že tak k obnovitelnému teplu z výtopny přidá zhruba ještě polovinu. Mimo topnou sezónu používají lidé k ohřevu vody jiné zdroje (u desetiny budov hlavně sluneční kolektory). Rozvoj regionálního trhu s biomasou V době výstavby výtopny byla situace na trhu s biomasou jiná než dnes cena odpadního dřeva i poptávka po něm byla nižší. Biomasa v posledním desetiletí zdražuje v závislosti na růstu poptávky, inflaci a nepřímo i v souvislosti s růstem cen ostatních paliv, především ropy a uhlí. Nákupní cena biomasy pro Hostětín vzrostla za sedm let o téměř 80 %. vou roli v růstu cen biomasy hraje i podpora spoluspalování biomasy s ostatními palivy podle zákona č. 180/2005 b.** Dodavatelé štěpky se postupně měnili. Dlouhodobé smlouvy na dodávku paliva se nedařilo (s ohledem na převis poptávky nad nabídkou) uzavírat. Do roku 2003 získávala obec palivo z okruhu asi 25 km, v roce 2004 se pak tato vzdálenost kvůli uzavření provozu hlavního dodavatele zvýšila na dvojnásobek. Od té doby se dodávky opět stabilizovaly: v současnosti pochází naprostá většina paliva z okruhu 15 km, což významně snížilo výdaje na dopravu. Úspora energie V porovnání s předchozím stavem výtopna nahradila přibližně 585 MWh elektřiny, 250 t hnědého a 20 t černého uhlí ročně. Roční úspora na nákupu paliva a elektřiny v porovnání s individuálním vytápěním je 14 %, tj. zhruba Kč. Po výměně technologie a řídicího systému v roce 2010 činí spotřeba elektřiny na výtopně ročně zhruba 23 MWh. rovnáme-li spotřebu elektřiny s množstvím tepla dodaným do domácností, je tepla čtyřicetkrát více. Znamená to, že spotřebovaná elektřina přinese pro vytápění více než desetkrát větší užitek než v případě tepelného čerpadla či čtyřicetkrát větší užitek než u přímotopu. ociální prvky udržitelnosti Vzdělávání a osvěta Velká část návštěvníků exkurzí v Hostětíně si prohlédne i biomasovou výtopnu. Předpokládalo se, že vybudování výtopny jako modelového projektu vyvolá v regionu stavbu dalších výtopen na biomasu. Možnost vidět, jak skutečně výtopna funguje, mohla mít vliv na realizace některých dalších projektů, nelze jej však jednoznačně určit. Dnes se v nejbližším okolí Hostětína nacházejí biomasové výtopny ve Štítné nad Vláří, ve lavičíně a v Brumově-Bylnici. Podpora ze strany obyvatel Klíčovým faktorem pro rozhodnutí holandské vlády hostětínský projekt podpořit byla výrazná míra účasti obyvatel Hostětína, posuzovaná dotazníkem. Na 80 % hostětínských deklarovalo zájem se k soustavě připojit. Dnes odtud teplo odebírá přibližně 85 % domácností. Komfort vytápění, spokojenost občanů Podle výzkumu jsou obyvatelé s výtopnou vesměs spokojeni, vytápění vnímají jako efektivní, pohodlné a ekologické. Občané napojení na výtopnu získali systém ústředního topení, který od nich nevyžaduje žádnou obsluhu, žádnou práci s přípravou paliva, vynášením popela atd. Velmi příznivě obyvatelé hodnotí také výrazné zlepšení kvality ovzduší ve vesnici. Vznik pracovních míst v obci O provoz obecní výtopny, který zahrnuje nákup a dopravu paliva, plánování provozu, koordinaci pracovníků či účetnictví, se stará obec Hostětín. Při provozu kotelny (přísun paliva, základní údržba, drobné opravy) jsou zaměstnáni místní obyvatelé. Mzdové náklady se na celkových výdajích podílejí přibližně 8 % a přiměřené mzdové náklady se příznivě odrážejí v přijatelné konečné ceně tepla. Obsluha kotelny je 24 hodin v pracovní pohotovosti, pravidelná denní kontrola trvá zhruba půl hodiny. Environmentální prvky udržitelnosti Ochrana klimatu, snižování emisí Výtopna jednoznačně přispěla ke zlepšení kvality místního ovzduší (dle provedených měření se oproti roku 1999 např. u oxidů síry emise snížily z 5,10 na 0,09 tuny, u uhlovodíků to bylo z 2,76 tuny na nulu, u polétavého prachu ze 4,82 na 0,26 tuny atd.). Přesto obec stále platí podle 19 zákona o ochraně ovzduší č. 86/2002 b. poplatky jako střední zdroj znečišťování (v případě hostětínské výtopny dosahuje částky Kč ročně). Náhrada energie z neobnovitelných zdrojů energií z OZE, energetické úspory, zateplování Nahrazení fosilního vytápění vytápěním z obnovitelných zdrojů přimělo obyvatele Hostětína dál uvažovat nad udržitelným využíváním zdrojů energie. V posledních deseti letech investovalo 18 majitelů do zateplení svých domů (převážně výměnou oken spolu se zateplením obvodového pláště budovy). * Ceny tepla pro konečné spotřebitele z domovní předávací stanice: biomasa a jiné OZE: 489,63 Kč/GJ; průměrná cena za všechny druhy paliv 547,14 Kč/GJ. Zdroj: Energetický regulační úřad, vyhodnocení cen tepelné energie k 1. lednu ** Zákon č. 180/2005 b., o podpoře využívání obnovitelných zdrojů.

9 Přímé využití sluneční energie 9 V České republice dopadne na zemský povrch za rok průměrně 1,1 MWh/m 2 slunečního tepla. To je asi stokrát více, než kolik činí současná česká spotřeba primárních energetických zdrojů. Možnosti využití sluneční energie olární tepelné kolektory ohřívají slunečním zářením pitnou, případně i topnou vodu. Fotovoltaická elektrárna přeměňuje sluneční záření na elektřinu. olární architektura využívá pasivního ohřevu interiérů slunečním zářením. Například návrhem budov s velkými okny orientovanými k jihu či zasklením lodžií. olární tepelné zisky lze mnohem lépe využít, pokud uživatelé budovy akceptují změny teplot interiéru dle ročních dob a počasí. Užitečné teplo, které budovy získají díky oknům samy, je největším obnovitelným zdrojem energie. Moc se o něm nepíše, protože se takové teplo neúčtuje Okna jsou nejúčinnější technologií využití slunce. Hlavně díky nim je doba, kdy netopíme, mnohem delší (aspoň čtyři měsíce) než doba, kdy je venku průměrná teplota přes dvacet stupňů (pouze jeden měsíc v roce!). A to i ve starých domech. Přednosti slunce jako zdroje energie Ochrana klimatu a životního prostředí při provozu zařízení se neoxiduje fosilní uhlík, nečerpají se neobnovitelné zdroje, nevznikají odpady. Hospodárnost slunce svítí zadarmo, provozní náklady jsou minimální. Nezávislost uživatele slunce je všude dostupný zdroj, cena slunečního tepla nezávisí na světových cenách energie. Hostětín sbírá zkušenosti s využitím sluneční energie od roku Hostětín has been gathering experience with the usage of solar energy since Průměrný roční úhrn přímého záření na plochu orientovanou přímo ke slunci (v MJ/m 2 ) V naší brožuře se na základě zkušeností z Hostětína zabýváme dvěma hlavními oblastmi přímého využití sluneční energie. olárně termické systémy využívají teplo slunečních paprsků, systémy fotovoltaické využívají přeměny slunečního záření na elektrický proud. olárně termické systémy olární kolektory lze instalovat na většinu nových i stávajících budov, především pokud mají vhodnou orientaci a malé zastínění. Lze je použít na ohřev vody i na vytápění, ba dokonce i na chlazení budov. V teplejších zemích s minimem oblačnosti se jejich soustavy se zrcadly užívají i k výrobě elektřiny. Dělíme je na dvě základní skupiny: Kapalinové louží k celoroční přípravě teplé vody, ohřevu vody v bazénech či k přitápění budov pomocí vodního okruhu. Získané teplo lze dobře krátkodobě na několik dní akumulovat ve vodních zásobnících. Jako kapalina solárního okruhu se používá nemrznoucí směs na bázi roztoku vody a glykolu s inhibitory koroze (např. fridex). Dále se budeme zabývat jenom jimi. Teplovzdušné Teplý vzduch lze přímo z kolektoru přivádět do místnosti. Nevýhodou je potřeba větších potrubí a hluk ventilátorů. Akumulace tepla je mnohem obtížnější než u kapalinových systémů. foto Michal tránský

10 Přímé využití sluneční energie Hlavní součásti termických systémů Absorbér, kolektor Tmavá plocha, tepelně propojená s protékající tekutinou solárního okruhu. Pohlcované sluneční záření absorbér ohřívá, protékající tekutina odvádí teplo jinam. výjimkou ohřívání bazénů je absorbér umístěn pod sklem, takové soustavě se pak říká sluneční kolektor. Kolektory jsou dle tvaru většinou ploché nebo trubicové. Plochý Daleko nejrozšířenější. Účinnost závisí na rozdílu teplot absorbéru a okolního vzduchu, s rostoucím rozdílem teplot klesá. Moderní kolektory mají měděný nebo hliníkový absorbér opatřený spektrálně selektivní vrstvou (nanesenou ve vakuu, dříve též galvanicky), která je velmi tmavá (tj. dobře pohlcuje sluneční záření), ale vůči záření desetkrát větších vlnových délek se chová jako bílá a jen velmi málo se proto ochlazuje sáláním. Takové kolektory díky tomu mají výbornou účinnost. Pro zasklení se užívá speciálního, tzv. solárního skla, které téměř nepohlcuje sluneční záření. Za absorbérem je tepelná izolace z minerální vlny. Trubicový Absorbér je uložen ve vakuové trubici. Vakuum snižuje tepelné ztráty a zvyšuje účinnost v případě vysokých výstupních teplot. Nevýhodou je vyšší pořizovací cena na jednotku výkonu. A také menší výkon dosažitelný z jednotky plochy zabrané kolektorem, nejde li o typ se zrcadly. Z typů se zrcadly nelze v zimě účinně odstraňovat sníh. Trubicové soustavy s velkými pohyblivými zrcadly umožňují dosáhnout tak vysokých teplot, že se užívají i pro výrobu elektřiny (solární tepelné elektrárny) to je ale jen případ oblastí slunnějších, jako jižního Španělska a pro budoucí zásobování Evropy především severní Afriky. olární tepelný zásobník Může obsahovat pitnou nebo topnou vodu, případně odděleně oba typy vody. Při nedostatku slunečního záření lze vodu v horní části zásobníku dohřívat z ústředního vytápění nebo elektřinou. Objem zásobníku má být alespoň takový, aby vodu nebylo potřeba dohřívat, i když je po slunném období dva dny zataženo. Další obvyklé části systému Potrubí s tepelnou izolací, zpravidla měděné. Oběhové čerpadlo solárního okruhu; může být stejnosměrné, napájené malým fotovoltaickým panelem. Regulační zařízení pro zapínání a vypínání cirkulace kapaliny kolektorem. Expanzní nádoba, aby kapalina mohla měnit svůj objem vlivem značného kolísání teploty, aniž by se příliš měnil její tlak. Pojistný ventil slouží k ochraně proti extrémnímu zvýšení tlaku při poruše systému. Pomocné prvky pro správnou funkci a kontrolu systému: zpětná klapka, manometr, teploměr. Princip fungování fotovoltaického panelu elektricky vodivý materiál elektricky vodivý materiál sluneční paprsky polovodič typu N přechod P-N polovodič typu P Fotovoltaické systémy Fotovoltaika pracuje na principu fotoelektrického jevu: částice světla fotony dopadají na článek a svou energií v něm uvolňují elektrony. Polovodičová struktura článku pak uspořádává pohyb elektronů na využitelný stejnosměrný elektrický proud. Účinnost a typy solárních článků Nejrozšířenější solární články jsou vyrobeny z křemíku ve formě monokrystalu nebo polykrystalu s účinností %. Celé panely mají účinnost nižší vinou zasklení a nevyužitých míst mezi články a na okrajích. Některé tenkovrstvé články z amorfního křemíku lze umisťovat i na ohebné podložky a krýt je pouze pružnou polymerovou vrstvou. Mohou se pokládat na střešní krytinu nebo ji mohou přímo tvořit. Účinnost takového řešení může být přes 10 %. Články se mohou vyrábět i z jiných materiálů, například jako kadmium telurové tenkovrstvé polovodičové systémy s účinností až 16 %. peciálním případem jsou koncentrační kolektory, kdy je většina plochy tvořena zrcadly soustřeďujícími sluneční paprsky na speciální fotovoltaické články odolávající vysokým teplotám. Tyto kolektory mohou dosahovat účinnosti až 30 %. Způsoby využití fotovoltaiky výjimkou ostrovních systémů a drobných aplikací dodávají všechny fotovoltaické systémy proud do elektrické sítě. Menší elektrárny (zpravidla na budovách) pouze přebytky, větší svoji plnou kapacitu. Fotovoltaika jako součást budov Významnou výhodou fotovoltaiky je, že ji lze přímo začlenit do budov, takže není nutné zabírat další plochu. Podmínkou je vhodná orientace a tvar budovy a vstřícný přístup architekta, případně památkářů. Vývoj fotovoltaických materiálů pro použití ve stavebnictví je velmi dynamický. Panely se instalují nejen na šikmé střechy, ale i na vodorovné, s podpůrnou konstrukcí pro dosažení jejich požadovaného sklonu. Mohou být i na fasádě budovy, i když na jižní svislou plochu dopadne za rok asi o 30 % slunečního záření méně než na plochu skloněnou zato na ní nikdy neleží sníh. Tuhé panely se instalují vždy tak, aby je vzduch i z rubu chladil. Fotovoltaická fólie na bázi amorfního křemíku se naproti tomu k budově připojuje kontaktně, bez pomocné konstrukce. Elektrárny na velkých plochách Pro velké solární parky se nabízí řada jinak těžko využitelných ploch (opuštěné areály, střechy velkých průmyslových a komerčních objektů apod.). Méně vhodné jsou zábory zemědělské půdy. Ta však provozem elektrárny nijak neutrpí a po jeho ukončení může být dále plnohodnotně zemědělsky využita. Řešení ke zvýšení účinnosti Pro zvýšení účinnosti se používají systémy, které zvyšují množství dopadajícího záření a efektivitu jeho využití. Více energie během dne získáme například umístěním panelu na natáčecí nosnou konstrukci (tracker), který panel průběžně nastavuje v co nejlepším úhlu ke slunci. Lepší zisk energie je však vykoupen výrazně vyšší pořizovací cenou a náročnější údržbou. V zahraničí se používají systémy, kdy účinnost zvyšujeme chlazením panelů (a tedy ohřevem vody). Známé jsou i tzv. koncentrační systémy. luneční záření se v nich soustřeďuje pomocí zrcadel na menší plochu, kde jsou umístěny účinnější (ale také dražší) FV články. Ostrovní systémy a drobné aplikace Tzv. ostrovní systémy, nepřipojené k žádné vnější elektrické síti, se používají zejména pro odlehlé objekty (chaty, jachty, dopravní signalizace apod.). Objevuje se také stále více drobných aplikací, zejména pro dobíjení elektronických zařízení bez nutnosti připojení do zásuvky. Fotovoltaické prvky se tak stávají součástí oblečení, stanů, batohů a dalších běžných předmětů.

11 luneční energetika v Hostětíně 11 Program svépomocně budovaných solárních kolektorů na rodinných domech poutal před lety k Hostětínu pozornost všech, kdo se zajímali o reálné možnosti využití sluneční energie. Hostětínský sluneční program se dále rozvíjí. Ohřev vody sluncem Kolektory na rodinných domech V devíti hostětínských domácnostech je předehřev (či za příznivého počasí kompletní ohřev) vody zajišťován solárním systémem. vépomocné montáže celých solárních systémů probíhaly od roku 1997 v rámci programu lunce pro Bílé Karpaty, který finančně podpořili britský Know How Fund a Nadace Partnerství. ystém z té doby obsahuje hliníkový absorbér o ploše 6 m 2 a tepelný zásobník o celkovém objemu 700 l, z čehož 150 l zabírá tlaková nádrž s ohřátou pitnou vodou. Roční úspory nakupovaného tepla či elektřiny činí až kwh na jedno zařízení. Kromě svépomocných instalací můžete v Hostětíně vidět i trubicový kolektor na střeše nad místním obchodem. Velkoplošný kolektor na moštárně a tepelný zásobník Kolektor o celkové ploše 36 m 2 byl instalován v roce 2001 ve spolupráci s rakouskou organizací podporující využití obnovitelných zdrojů energie AEE a s finanční pomocí lucemburské organizace EBL. Kolektor je v dřevěném rámu a nahrazuje původní taškovou krytinu. Absorbér má vysoce selektivní povrch TiNOX nanášený ve vakuu na měděné pásy šířky 10 cm. Ty jsou zezadu opatřeny trubičkami, které se na místě spájely do jednoho hydraulického systému. Zespodu je absorbér izolovaný šesti centimetry minerální vaty a shora zakrytý kaleným solárním sklem. V primárním solárním okruhu je voda s nemrznoucí kapalinou, do tepelného zásobníku s topnou vodou se teplo dostává prostřednictvím sekundárního solárního okruhu odděleného od okruhu primárního deskovým protiproudým předavačem (tzv. výměníkem teplot). Zásobník stojící za moštárnou obsahuje 9 m 3 topné vody a je izolován balíky slámy v tloušťce 1 m. Teplá voda sekundárního okruhu přichází do zásobníku potrubím se soustavou klapek a rozlévá se ve výšce odpovídající její momentální teplotě. V zásobníku se tím vytváří žádoucí tepelné zvrstvení, kdy se voda nahoře udržuje výrazně teplejší. Při malém oslunění kolektoru se ohřívá voda v chladnější spodní části zásobníku. Ze zásobníku odebírá teplo jak moštárna, tak i vedlejší Centrum Veronica. Roční úspora dodávek tepla či elektřiny díky kolektoru na moštárně představuje zhruba kwh. Fasádní kolektor na budově Centra Veronica Na průčelí budovy seminárního centra je od roku 2008 fasádní kolektor se selektivním absorbérem o ploše 22 m 2, připojený stejným způsobem na společný výše popsaný tepelný zásobník. Ze zásobníku je seminární centrum s ubytovnou vytápěno, pokud je teplota horní části zásobníku dostatečná. Jinak lze alespoň předehřívat spodní část bojleru s pitnou vodou a vršek bojleru dohřívat z výtopny (či v létě, za zataženého počasí, výjimečně též elektricky). Kolektor byl vyroben a připojen do topného systému díky prostředkům z EU Programu přeshraniční spolupráce R ČR. Roční úspora externích dodávek do soustavy budov na pozemku Nadace Veronica se díky kolektoru zvýšila o přibližně kwh. Fasádní kolektor na průčelí Centra Veronica Hostětín dokonale symbolizuje možnost harmonického spojení tradice s moderními technologiemi. Facade collector on the frontage of Veronica Centre fully represents the possibility of a harmonious union of tradition and latest technologies. foto Michal tránský

12 Přímé využití sluneční energie luneční energetika v Hostětíně foto Petr Francán foto Michal tránský Přínosy solárních kolektorů v Hostětíně Ekonomické prvky udržitelnosti Investiční náklady a návratnost investice Výhodu stavebnicového systému svépomocně montovaných kolektorů z roku 1997 představovala jeho nízká cena. Byl nejméně o polovinu levnější než srovnatelně výkonné systémy na tehdejším trhu. Cena systému s kolektorem o ploše 6 m 2 činila přibližně Kč s DPH. Pro občany byla návratnost investice díky dotaci pod 6 let, i pokud předtím vodu ohřívali nejlevnějším nočním proudem. Náklady na komerční solární systém pro rodinný domek jsou v dnešní době od Kč ( Kč/m 2 kolektorové plochy), u bytového domu asi Kč na byt. Nahrazuje li systém ohřev elektřinou v nejdražší sazbě (v r kolem 5 Kč/kWh), může být návratnost investice i bez dotace jen 10 let. Životnost kvalitního kolektoru je zhruba let. Minimální provozní náklady Náklady na provoz a údržbu solárních systémů jsou sice nízké, ale ne zanedbatelné. Přestože bývá spotřeba elektřiny oběhovým čerpadlem velmi nízká (asi 10 kwh ročně), je potřeba počítat s dalšími menšími náklady výměnou kapaliny solárního okruhu, výměnou oběhového čerpadla aj. po letech, náklady na servisní prohlídky a na drobné opravy. Nízké náklady na ohřev teplé vody Náklady na ohřev vody se po instalaci solárního systému snižují o polovinu až tři čtvrtiny. V případě hostětínských svépomocných instalací na rodinných domech, které uspoří přibližně kwh za rok, to může činit u těch rodin, které ani v topném období neohřívají vodu teplem z výtopny, až k deseti tisícům korun. Obecně lze počítat s ročním skutečně využitým tepelným ziskem kolem 300 kwh/m 2, přičemž plocha kolektoru pro rodinu je zpravidla 4 8 m 2 a tepelný zásobník mívá objem jen l. potřeba teplé vody bývá l na osobu a den. olární systém snižuje nepříjemnou závislost na rostoucích cenách elektřiny. ociální prvky udržitelnosti Vzdělání a osvěta Používání solárního ohřevu vede lidi k úvahám, jak i další svou spotřebu přizpůsobit tomu, co příroda zrovna nabízí, a jak svou spotřebu dalšími technickými opatřeními snížit. Vede také k důvěře veřejnosti v danou technologii i k zájmu si ji rovněž pořídit. Potenciál pro vznik pracovních míst, rozvoj trhu s obnovitelnými zdroji Při realizaci projektu lunce pro Bílé Karpaty byl vznik místních pracovních míst jedním z dílčích cílů projektu. olárně termický trh se ale již v Česku natolik rozvinul, že už není potřeba vytvářet k němu paralelní strukturu. Odhaduje se, že v ČR je asi tisíc firem, které v tomto oboru podnikají. Obor je přesto teprve v začátcích, solární systém zdaleka není samozřejmou součástí ani všech novostaveb. Osazování kolektorů na budovu hostětínské moštárny. Placing a collector on the building of Hostětín cider house. Fotovoltaická elektrárna v těsném sousedství obecní výtopny na biomasu v Hostětíně. Photovoltaic power plant in immediate vicinity of the municipal biomass heating plant in Hostětín. Environmentální prvky udržitelnosti Čistý zdroj energie olární systém potřebuje pro svůj provoz malé množství elektřiny pro pohon oběhových čerpadel a řídicího systému; získané teplo však bývá stonásobkem této elektřiny. Hostětínské instalace jsou cenné hlavně mimo topnou sezónu, kdy by se jinak voda ohřívala prakticky jen elektřinou. nížení její spotřeby znamená snížení výroby elektřiny z fosilních zdrojů, což je výhodné na lokální i globální úrovni klesají škodlivé emise, nerozšiřuje se těžba uhlí apod. Po skončení životnosti systému (za 30 či více let) lze většinu komponent recyklovat nebo použít znovu (měděné potrubí a absorbér, tepelnou izolaci, sklo). Úspora globálních emisí CO 2 ochrana klimatu Je li alternativou k solárnímu ohřevu elektrický bojler, odpovídá to úspoře 1,17 kg CO 2 na 1 kwh využitého tepla ze solárního systému. olární kolektory v Hostětíně uspoří t CO 2 za rok. Energetická návratnost výroby kolektoru Energetická návratnost komerčně vyráběného solárního kolektoru závisí na materiálu absorbéru (nejčastěji měď) a materiálu skříně kolektoru (u vestavěných kolektorů to může být dřevo). Typ selektivního povrchu a tepelné izolace nemá zásadní vliv. Energetická návratnost celých solárních soustav bývá do dvou let.

13 13 Fotovoltaika v Hostětíně V roce 2011 v Hostětíně pracovaly tři fotovoltaické elektrárny na střeše moštárny (8,8 kw), střeše rodinného domu (13 kw) a na volné ploše pozemku za obecní výtopnou (50,6 kw). Fotovoltaická elektrárna na moštárně Rok uvedení do provozu: 2008 Úhrnný instalovaný výkon: 8,8 kw Počet polykrystalických panelů: 40, každý se jmenovitým výkonem 220 W Plocha panelů: 64 m 2 klon panelů: 38 Orientace: 30 jihovýchodně Ročně vyrobí: více než kwh Úspora CO 2 : zhruba 9 tun ročně Investor: Nadace Veronica ( cena investice: Kč. V celoročním úhrnu je množství vyrobené elektřiny srovnatelné s množstvím elektřiny na moštárně spotřebované. Okamžitá spotřeba elektřiny však bývá odlišná v moštovací sezóně (září listopad) je spotřeba vyšší, než kolik dokáže elektrárna na střeše pokrýt. Naopak v letních měsících jsou přebytky elektřiny dodávány do sítě. V roce 2010 bylo 29,3 % z celkové výroby FV spotřebováno přímo během provozu moštárny. Zbylá část elektřiny byla dodána do distribuční sítě. Z celkové spotřeby elektřiny spotřebované moštárnou během roku 2010 činila elektřina vyrobená FV na střeše moštárny 25,7 %. Při vyšším podílu vlastní spotřeby elektřiny na celkové výrobě z FVE se pak přirozeně zvyšuje i výhodnost provozu v režimu zelených bonusů (viz dále). Elektrárna na pozemku za obecní výtopnou na biomasu Rok uvedení do provozu: 2010 Úhrnný instalovaný výkon: 50,6 kw Počet polykrystalických panelů: 230, každý se jmenovitým výkonem 220 W Plocha panelů: 360 m 2 klon panelů: 25 Orientace: 10 jihozápadně Předpokládaná roční výroba na instalovaný 1 kw: 962 kwh Předpokládaná roční výroba úhrnná: kwh Úspora CO 2 : zhruba 57 tun ročně Investoři: Nadace Partnerství Nadace Veronica Nadace české architektury obec Hostětín Projekt je zajímavý z pohledu vlastnictví jde o společnou investici čtyř subjektů. Vlastníkem pozemku je Obec Hostětín, která se na celé investici podílí 7 %. Na zbylé investici v úhrnné výši Kč se rovným dílem spolupodílejí Nadace Partnerství, Nadace Veronica a Nadace české architektury. Roční chod výroby elektřiny na FVE a spotřeba elektřiny na obecní výtopně jsou velmi odlišné: v době letních maxim výroby je výtopna mimo provoz a veškerá vyrobená elektřina je tak dodávána do distribuční sítě. Na topnou sezónu připadá asi 30 % roční výroby, asi polovina z toho se spotřebuje přímo ve výtopně. Přebytky a celá produkce v období mimo topnou sezónu, v součtu zhruba 85 % vyrobené elektřiny, se dodávají do distribuční sítě.

14 Přímé využití sluneční energie luneční energetika v Hostětíně Přínosy elektřiny ze slunce v Hostětíně Ekonomické prvky udržitelnosti Způsob prodeje elektřiny z obnovitelných zdrojů Podle současného zákona č. 180/2005 b., o podpoře využívání obnovitelných zdrojů se může provozovatel elektrárny rozhodnout mezi dvěma způsoby prodeje v režimu výkupní ceny nebo v režimu zelených bonusů. Jejich výši stanovuje každoročně Energetický regulační úřad a provozovatel se může koncem roku rozhodnout, jaký systém účtování zvolí pro rok následující: V režimu výkupních cen je veškerá produkce FVE dodána do sítě a provozovatel (domácnost, moštárna, ) dostane zaplacenou regulovanou cenu. Přitom dál nakupuje veškerou elektřinu pro svoji potřebu podle dosavadního tarifu. V režimu zelených bonusů se část vyrobené elektřiny doložitelně použije přímo v místě výroby (v domě, v moštárně, ). Provozovatel tak ušetří za část nakupované elektřiny. Přebytky z výroby pak může prodat do sítě za smluvní cenu (v případě moštárny to byla v roce 2010 částka 0,40 Kč za každou dodanou kwh). K tomu má provozovatel nárok na zelený bonus za všechnu vyrobenou elektřinu, tedy jak za tu, kterou prodal do sítě, tak za tu, kterou sám spotřeboval. V uplynulých letech byla jeho cena přibližně o 1 Kč nižší než u režimu výkupních cen. Návratnost FVE, investiční náklady Ekonomická návratnost fotovoltaických elektráren je v České republice jednoznačně závislá na státem stanovené podpoře formou zvýhodněných cen elektřiny z obnovitelných zdrojů. Zákonem garantovaná podpora je vypočtena a zaručuje po dobu životnosti FVE (stejně jako u všech obnovitelných zdrojů elektřiny) výrobcům patnáctiletou návratnost vložených investic. V letech se investiční náklady na výstavbu FVE snížily díky poklesu cen technologií zhruba o čtvrtinu, jiné okolnosti (úvěrová dostupnost, administrativa, vhodné plochy) však náklady zvyšují. Od roku 2011 je podpora výroby elektřiny ze slunečního záření zásadně omezena novelou příslušného zákona č. 180/2005 b. z konce roku Předpokládaná návratnost investice pro FVE na moštárně, při započítání nákladů na údržbu, byla v době uvedení do provozu (rok 2008) vypočítána na 15 let. Během prvních dvou let provozu se ale ukázalo, že byl roční výnos v letech průměrně o 5 % vyšší, což příznivě ovlivňuje (zkracuje) dobu návratnosti této investice. Rozšiřování trhu s obnovitelnými zdroji energie Přestože technický potenciál sluneční energie na území České republiky řádově převyšuje naši současnou potřebu energetických zdrojů, bude vinou snah omezit zapojování fotovoltaických elektráren do sítě činit její podíl i v roce 2020 možná jen 2,5 % z celkové výroby elektřiny, jak uvádí Národní akční plán pro OZE. ohledem na současnou výrobní cenu elektřiny z FVE je pro její uplatnění na trhu stále ještě nutná podpora v podobě výkupních cen či zelených bonusů. Po roce 2015 se ale očekává, že i u nás začne být pro vlastníky elektřina z instalací na jejich budovách levnější než elektřina ze sítě, podobně jako v sousedním Německu. Instalace v místě spotřeby nečiní problémy v elektrické síti o nic větší, než když lidé elektřinou záměrně šetří. Dnešní technologie kromě toho umožňují spotřebu (chlazení, event. ohřev vody elektřinou, praní atd.) optimálně přizpůsobovat nabídce, tj. plně využít solární elektřinu, když je k dispozici (to souvisí i se systémem smart metering ) průkopníci z řad majitelů domácích FVE to tak již dělají. ociální prvky udržitelnosti Vzdělávání a osvěta Informování návštěvníků Hostětína o výrobě elektřiny ze slunce patří ke standardním bodům exkurzí a dalších vzdělávacích programů o modelových ekologických projektech, kterých se v roce 2010 zúčastnilo přibližně osob. Vzhledem k přínosům fotovoltaiky pro životní prostředí je nezbytně nutné šířit osvětu v této oblasti, především v době probíhajících celospolečenských debat o této technologii. Environmentální prvky udržitelnosti Ochrana klimatu a životního prostředí Fotovoltaická elektrárna představuje čistou formu výroby elektřiny. Každý instalovaný kilowatt ušetří ročně jednu tunu oxidu uhličitého, snižuje se tak příspěvek ke globální změně klimatu. Provoz elektrárny nemá žádný nepříznivý vliv na životní prostředí. potřeba energie při výrobě panelů Energetická náročnost výroby křemíkových panelů klesla na úroveň, kdy je v současné době energie vložená do výroby fotovoltaických panelů a dalších komponent elektrárny získána v našich podmínkách zpět během dvou až čtyř let provozu. Minimálně dalších 20 let pak už přináší jen čistý energetický zisk. Již nyní se z recyklovaných fotovoltaických panelů získává zpět křemík. Po skončení životnosti jsou materiály FVE včetně podpůrných konstrukcí dobře recyklovatelné. Přírodní podmínky Na území ČR dopadá za rok na metr čtvereční 900 kwh až 1200 kwh slunečního záření. Fotovoltaický systém s instalovaným jmenovitým výkonem 1 kw je schopen v našich podmínkách dodat ročně kwh elektřiny (roční spotřeba na osobu v domácnosti je v průměru kwh). Plocha fotovoltaického systému se jmenovitým výkonem 1 kw závisí na účinnosti použitých komponent a pohybuje se v rozmezí 6 9 m 2. Zábor půdy velkoplošnými elektrárnami Jedním z nepříznivých dopadů fotovoltaických elektráren vybudovaných mimo budovy je zábor zemědělské půdy. Životnost elektrárny je však jen 20 až 25 let, proto se povoluje jen dočasné vynětí ze zemědělského půdního fondu, nikoliv trvalé. Negativní vlivy jsou relativně omezené plocha pod panely bývá zatravněna, eventuálně spásána, a po skončení životnosti panelů pak lze elektrárnu odstranit a půdu dále zemědělsky využívat. Elektrárny by měly být přednostně umísťovány v oblasti tzv. brownfieldů. Vhodné je také využívat například plochy rekultivovaných skládek. Dvě ze tří fotovoltaických instalací v Hostětíně jsou na střechách budov, FVE u výtopny leží na zemědělsky nevyužívaném pozemku. Vliv na krajinný ráz Vliv velkoplošných elektráren na krajinný ráz je také často diskutovanou otázkou, které se nevyhnou ani další obnovitelné zdroje (větrné parky, vodní elektrárny). Obecně platí, že FVE může být povolena pouze v souladu s platným územním plánem obce, a to přednostně na pozemcích zahrnutých do tzv. zastavěného nebo zastavitelného území. Každá stavba a její vliv na krajinný ráz musí být tedy posuzována individuálně. Kapitoly na stranách 4, 6, 9, 10 a 14 byly zpracovány s využitím materiálu společnosti EkoWATT Obnovitelné zdroje energie.

15 English ummary 15 Renewable energy sources in Hostětín ustainable development model projects in Hostětín aim especially at energetic self sufficiency, effective use of energy and maximal use of renewable energy sources biomass and sun. Biomass heating plant ince 2000 a central municipal heating plant with an output of 732 kw is operating in Hostětín. The boiler burns tons per year of wood chips from waste wood from nearby woods and sawmills. More than 80% of homes in Hostětín are connected to the heating plant distribution system by means of a 2,4 km long distribution. This unique investment was financed by the tate Environmental Fund, a Dutch grant within one of the international mechanisms reducing CO 2 emissions AIJ, the Czech Energy Agency, by the community budget as well as by the beneficiaries themselves. The municipality of Hostětín is the owner and operator of the heating plant. The investment in the heating plant has been complemented by thermal insulation of houses which the residents have been installing gradually at their own expenses. The heating plant produces approximately 3,500 GJ of heat per heating season. Fuel payments do not leave the regional economy, as they would for coal, gas or electricity, but go to the municipality and local entrepreneurs. The biomass heating plant helped to abandon the use of both black and brown coal and allowed a transition to the local wood used for heating. It contributed to the development of local products market. The heating plant naturally contributes to the atmosphere protection both on local and global levels and saves 1,092 tons of CO 2 emissions per year. The decrease in gaseous (especially nitrogen and sulphur oxides) and solid pollutants in the atmosphere is also substantial. The heating plant operates with electricity from a photovoltaic power plant installed above it. Pohled průzorem kotle na hořící dřevní štěpku v hostětínské výtopně. View of burning woodchips through inspection hole of a boiler. Výtopna je poměrně složitým, převážně automatickým zařízením. Heating plant is a rather complex and mainly automatic device. nímek hlavní obrazovky obslužného software výtopny. The main screen of the utility software in the heating plant. olar energy Water heating in electric boilers has been replaced by solar heating systems in nine Hostětín households. imple and cost effective do-it-yourself solar systems were erected on forty houses in the region as a part of the un for the White Carpathians programme. The annual savings in energy from fossil resources amounts to approximately 2,000 kwh per device, i.e. more than a quarter of the annual electricity consumption of an average household. A large solar collector on the apple juicing plant of 36 m 2 has an absorber with a selective surface TiNOX. This collector provides hot water for the juicing plant and the seminar centre and can also be used for heating. It was installed in 2001 in cooperation with the Austrian organization AEE and Luxembourg organization EBL. The collector produces thousand kwh per year. There is a facade collector with a selective surface of 22 m 2 on the facade of the Centre Veronica building. It was installed in 2009 thanks to EU resources Programme of cross border cooperation lovak Republic Czech Republic. This collector produces 6 7 thousand kwh per year. olar energy is also used for electricity production. A photovoltaic power plant on the juicing plant comprises of 40 polycrystalline panels of up to 220 W in capacity. The total installed capacity is up to 8.8 kw. The panels are inclined at an angle of 38 and are south east oriented at 30. Their total area is 64 m 2. The Veronica Foundation is the investor in the power plant, which produces approximately 8,000 kwh per year. A large -scale photovoltaic power plant was constructed above the heating plant in 2009 with a total installed capacity 50.6 kw. The power plant comprises of 230 panels of 220 W in capacity. It is the first Czech example of a joint investment of foundations (Czech Environmental Partnership Foundation, Veronica Foundation and the Czech Architecture Foundation) and a municipality (Hostětín). Thanks to solar technologies, Hostětín will contribute to the reduction of CO 2 emissions by approximately 100 tons per year. foto Michal tránský

16 Vlaková zastávka Kořenová čistírna Pastier Objetí E olární energie Pohlednice Adam a Eva Vodník Pasivní dům Obecní výtopna ova ušírna ovoce Hostětínská moštárna Parkoviště E olární energie Výletiště portovní hřiště Hasičská zbrojnice Dětské hřiště Název E informační panely sochy v krajině v okolí Hostětína solární panely pro ohřev vody fotovoltaická elektrárna směr k objektům nacházejícím se mimo rozsah mapy Autobusová zastávka Obecní úřad Jahodiska Obchod a hospoda Kráva Kaplička Nadmořská výška: 378 m n. m. GP Loc: 49 3' 00" N, 17 52' 45" E křítci trážci Kočičího hradu trážce Pramen Michal tránský Obec s 240 obyvateli leží v severní části CHKO Bílé Karpaty (od roku 1996 Biosférická rezervace UNECO), na pomezí výrazných folklorních oblastí lovácka (Moravských Kopanic a Luhačovského Zálesí) a Valašska. Od devadesátých let se zde soustřeďují projekty zabývající se využitím místních zdrojů, úsporami energie, obnovitelnými zdroji energie (především sluncem a biomasou) a technologiemi šetrnými k životnímu prostředí. Hostětínské projekty jsou modelové: ověřují ekologické technologie v praxi a umožňují ukazovat, jak fungují (viz www. hostetin.veronica.cz/studie). Díky nim uspoří obyvatelé obce ročně více než t emisí CO 2, plynu, který zesiluje skleníkový efekt a přispívá ke globální změně klimatu. Za svůj přínos k ochraně životního prostředí obdržel Hostětín národní cenu v prestižní mezinárodní soutěži Energy Globe 2007, Českou sluneční cenu 2009 a řadu dalších ocenění, mezi něž patří i návštěva britského prince Charlese v roce Ekologický institut Veronica je profesionální pracoviště Základní organizace Českého svazu ochránců přírody Veronica. Navazuje na tradici stejnojmenného časopisu, který vznikl v roce 1986 jako regionálně zaměřená tiskovina s cílem spojovat kulturu s ochranou přírody a kultivovanou formou šířit ekologickou osvětu. Od podzimu 2006 je otevřeno vzdělávací středisko Centrum Veronica Hostětín. Naše odborná a vzdělávací činnost je určena pro nejširší veřejnost, odborníky, představitele a pracovníky veřejné správy, vzdělávací instituce, jiné nevládní organizace, učitele a studenty středních i vysokých škol, malé a střední podniky. Naším posláním je podpora šetrného vztahu k přírodě, krajině a jejím přírodním i kulturním hodnotám. Pracoviště Brno ZO ČOP Veronica Panská Brno veronica@veronica.cz tel Pracoviště Hostětín Centrum Veronica Hostětín Bojkovice hostetin@veronica.cz tel hostetin.veronica.cz Tato publikace byla vytvořena za finanční podpory FŽP ČR a MŽP. exkurze po modelových ekologických projektech odborné semináře, konference a školení pro zástupce veřejné správy, odbornou veřejnost, nevládní organizace i podnikovou sféru denní i pobytové výukové programy a workshopy pro školy všech typů přednášky a ekologické poradenství pro širokou veřejnost knihovna a studovna s dokumentací projektů zázemí pro školicí akce, dílna pro praktické kurzy víceúčelový sál 100 míst pro obecní a společenská shromáždění, 50 míst pro školení a výuku ekologické ubytování v pasivním domě (25 míst ve 2 až 4lůžkových pokojích), možnost celodenního stravování (domácí strava přednostně využívající místní produkty a biopotraviny) Děkujeme partnerům projektů (mezi nimi zejména těmto: obec Hostětín, Občanské sdružení Tradice Bílých Karpat, Nadace Veronica, Nadace Partnerství), všem dárcům (jejich seznam najdete na stránkách hostetin.veronica.cz) a také našim spolupracovníkům a přátelům. V roce 2011 vydala ZO ČOP Veronica Centrum Veronica Hostětín. Odborná konzultace Jan Hollan, Radim Machů, Yvonna Gailly. Editorka Hana Machů. Grafika a sazba Michal tránský. IBN: